溫控-物料進給耦合區域燒結爐的製作方法
2023-09-13 09:15:25
專利名稱：溫控-物料進給耦合區域燒結爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，屬於燒結設備領域。
背景技術：
自1995年透明陶瓷雷射材料得到雷射輸出以來發展迅速。近年來又有Nd: YAG透 明陶瓷複合結構的報導，這種材料僅僅是YAG透明陶瓷材料中Nd離子的濃度不同，因此燒 結溫度一致。和本發明提出的欲製備的透明陶瓷梯度材料有著較大的差別，本發明提出的 透明陶瓷梯度材料，在這種材料中，摻雜離子濃度和基體材料組分都有變化。因為這種變化 導致材料的燒結溫度有差異，所以這種材料的製備具有較高的難度和創新性。這種材料的 製備有待於燒結設備的創新。關於透明陶瓷梯度材料目前國內外還未見報導。透明陶瓷梯度材料在製備的時候，原料的燒結溫度有極大的差異，各種原料的燒 結特性不同，應用單一的燒結溫度不能得到性能良好的燒結體。要解決這個問題，燒結溫 度較高的部分應該在較高的溫度下燒成，同時燒結溫度較低的原料應該在較低的溫度下燒 成，也就是在預設的溫度下實現燒結，獲得這種溫度梯度的途徑是製備具有合適燒結溫度 的區域燒結爐。針對這一要求，特提出本發明。
發明內容
本發明的燒結爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進給速度下，控制爐子溫度程序，實現爐體溫度-物料燒結溫度 的耦合，燒結製備成透明陶瓷梯度材料。本發明的技術解決方案如下一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於主要包括真空系統，用以產生 製備透明陶瓷所需的真空度；氫氣氣體流量控制器，用以產生製備透明陶瓷所需的氫氣氣 氛；加熱系統，作用是通過PID控制產生所需的溫度；冷卻系統，作用是帶走加熱系統產生 的多餘的熱量，同時也可以產生一定的溫度場；物料進給系統，作用是通過控制系統，控制 物料進給速度，實現爐體溫度-物料燒結溫度的耦合；控制系統，作用是控制溫度、物料進 給、氣氛在要求的條件下運行。所述的爐子結構示意圖見圖1。主要包括(1)真空系統，對爐體進行預抽真空；(2)氫氣氣體流量控制器，用以產生製備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；(3)加熱系統，通過PID控制產生所需的溫度；(4)冷卻系統，帶走加熱系統產生的多餘的熱量，同時也可以產生一定的溫度場；(5)物料進給系統，通過控制系統，控制物料進給速度，實現爐體溫度-物料燒結 溫度的耦合；
(6)控制系統，控制溫度、物料進給、氣氛在要求的條件下運行。氫氣進氣控制系統以及真空系統控制燒結過程的氣氛。由擋熱屏、加熱體以及水 冷套組成一個較小的高溫空間以及符合要求的溫度梯度分布。物料經物料進給機構按照設 定的進給制度將物料送到並通過高溫空間。加熱體在程序控制器的控制下，按照設定的溫 度制度對高溫空間進行溫度控制，從而達到溫控-物料進給耦合的目的。
圖1為本發明的溫控-物料進給耦合區域燒結爐結構示意圖，其中，(1)為氫氣氣 體流量控制器，用以產生製備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；( 加熱系統，通過PID控制產生 所需的溫度；(3)冷卻系統，帶走加熱系統產生的多餘的熱量，同時也可以產生一定的溫度 場；(4)物料進給系統，通過控制系統，控制物料進給速度，實現爐體溫度-物料燒結溫度的 耦合；( 控制系統，控制溫度、物料進給、氣氛在要求的條件下運行。
具體實施例方式本發明的燒結爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進給速度下，控制爐子溫度程序，實現爐體溫度-物料燒結溫度 的耦合，燒結製備成透明陶瓷梯度材料。實施例1 本發明的燒結爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 情況下，在一定物料進給速度下，控制爐子溫度程序，實現爐體溫度-物料燒結溫度的耦 合，燒結製備成透明陶瓷梯度材料。主要包括(1)真空系統，用以產生製備透明陶瓷所需的真空度；(2)加熱系統，通過PID控制產生所需的溫度；(3)冷卻系統，帶走加熱系統產生的多餘的熱量，同時也可以產生一定的溫度場；(4)物料進給系統，通過控制系統，控制物料進給速度，實現爐體溫度-物料燒結 溫度的耦合；(5)控制系統，控制溫度、物料進給、氣氛在要求的條件下運行。爐子結構示意圖見圖1。實施例2 本發明的燒結爐的功能是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在氫氣 氣氛下，在一定物料進給速度下，控制爐子溫度程序，實現爐體溫度-物料燒結溫度的耦 合，燒結製備成透明陶瓷梯度材料。主要包括(1)氫氣氣體流量控制器，用以產生製備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；(2)加熱系統，通過PID控制產生所需的溫度；(3)冷卻系統，帶走加熱系統產生的多餘的熱量，同時也可以產生一定的溫度場；(4)物料進給系統，通過控制系統，控制物料進給速度，實現爐體溫度-物料燒結 溫度的耦合；(5)控制系統，控制溫度、物料進給、氣氛在要求的條件下運行。權利要求
1.一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於，包括(1)真空系統，對爐體抽真 空；( 氫氣氣體流量控制器，用以產生製備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；C3)加熱系統，通過 PID控制產生所需的溫度；(4)冷卻系統，帶走加熱系統產生的多餘的熱量，同時也可以產 生一定的溫度場；(5)物料進給系統，通過控制系統，控制物料進給速度，實現爐體溫度-物 料燒結溫度的耦合；(6)控制系統，控制溫度、物料進給、氣氛在要求的條件下運行；在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進給速度下，控制爐子溫度程序，實現爐體溫度-物料燒結溫度 的華禹合，燒結ο
2.按權利要求1所述的一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於所述加熱系 統的材質為高溫金屬或矽鉬棒或矽碳棒。
3.按權利要求2所述的一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於所述高溫金 屬包括鎢、鉬、鉭、高溫不鏽鋼。
4.按權利要求1所述的一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於所述擋熱屏 的材質為高溫金屬或高鋁磚或矽磚。
5.按權利要求4所述的一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於所述高溫金 屬包括鎢、鉬、鉭、高溫不鏽鋼。
6.按權利要求1所述的一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，其特徵在於所述物料進 給系統為機械進給裝置或氣動進給裝置等。
全文摘要
一種溫控-物料進給耦合區域燒結爐，由物料進給機構、溫度測試系統、加熱體、程序控制器、擋熱屏、水冷套、氫氣進氣控制系統以及真空系統組成。物料經物料進給機構按照設定的進給制度將物料送到並通過高溫空間。加熱體在程序控制器的控制下，按照設定的溫度制度對高溫空間進行溫度控制，從而達到溫控-物料進給耦合的目的。氫氣進氣控制系統以及真空系統控制燒結過程的氣氛。本發明適合於製備透明陶瓷梯度材料，也可以用於製備其他類別的大長徑比梯度材料。
文檔編號F27B5/14GK102052827SQ20091019839
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者馮濤, 施劍林, 蔣丹宇 申請人:中國科學院上海矽酸鹽研究所