Атмосфера горещо натискане на синтероване на пещта структура, функция и приложение

Атмосферата гореща - натискането на пещта за синтероване е устройство за приготвяне на материали, което комбинира висока температура, високо налягане и контролирана атмосфера. Той се използва широко за синтероване на уплътняване на високо - производителност керамика, метални - композити, наноматериали и други материали. Следното описва структурата на оборудването, функционалните характеристики и приложенията.

I. Атмосфера гореща - притискане на конструкцията на пещта за синтероване
1. Атмосфера гореща - натискане на тялото на пещта за синтероване

Ядрото е запечатана камера, която издържа на високи температури и високо налягане. Обикновено се облицова с графит, метал (като молибден или неръждаема стомана) или керамика, а външните слоеве са вода - охладена или изолирана, за да се гарантира топлинната ефективност и безопасност.

Дизайнът на камерата трябва да балансира високата - температурна якост с херметичност. Общите конфигурации са вертикални или хоризонтални.

2. Атмосфера гореща - натискане на отоплителна система за отопление на пещта

Отоплителни елементи: отопление на графитно съпротивление (максимална температура до 2500 градуса), молибден/волфрамово отопление на нишки (за инертни/редуциращи атмосфери) или индукционно отопление (за бързо увеличаване на температурата).

Изолация: Множество слоеве въглеродни филц, графитен филц или керамични влакна се използват за минимизиране на топлинните загуби.

3. Атмосфера горещо натискане на синтезация на пещта на натиск

Източник на налягане: Хидравлична система (диапазон на налягане 0-100 MPa) или механично устройство за налягане се прилага еднопосочно или двупосочно налягане към пробата чрез глава под налягане (графит или карбид).

Контрол на налягането: Високият - прецизен сензор, свързан с серво система, постига постоянно налягане или налягане на градиентното налягане.

4. Атмосфера горещо натискане на атмосфера на пещта за атмосфера

Инертен газ (AR, N₂), намаляване на газа (H₂) или вакуумна среда се въвежда за предотвратяване на окисляване на материала или насърчаване на специфични реакции.

Снабдени с измервател на потока, устройство за пречистване на газ и клапан за регулиране на налягането, чистотата и налягането на атмосферата са прецизно контролирани.

5. Атмосфера горещо притискаща вакуумна система за пещ за синтероване

Механичната комбинация от помпа и молекулярна помпа постига висок вакуум (10⁻³ до 10⁻⁵ PA) за отстраняване на примеси или извършване на вакуумно синтероване.

6. Атмосфера горещо пресоване на системата за охлаждане на пещта за пещ

Циркулиращото водно охлаждане или уредът за бързо охлаждане на газ предотвратява напукване на материала поради внезапно охлаждане и увеличава живота на оборудването.

7. Атмосфера горещо натискане на пещта на пещта на пещта и контрол на налягането

Термодвойки (като w - re термодвойки) и инфрачервените термометри наблюдават температурата в реално време, а PID алгоритъм точно регулира скоростта на нагряване (0,1-50 градуса /мин).

Системата за обратна връзка на налягането гарантира стабилен процес на налягане.

8. Атмосфера горещо натискане на системата за защита на безопасността на пещта

Автоматични аларми и мощност - изключете защитата за превишена температура, свръхналягане, изтичане на газ и повреда на охлаждащата вода.

II. Атмосфера горещо пресоване на характеристики на пещта за синтероване
1. Синергичен ефект от висока температура и високо налягане

Едновременно прилагането на висока температура (1000-2500 градуса) и високо налягане (10-100 MPa) насърчава пренареждане на частиците, дифузия и пластмасов поток, като значително намалява температурата на синтероване и увеличаване на плътността (до над 99%).

2. Атмосфера контролируемост

Инертните атмосфери защитават лесно окислими материали (като Ti сплави); Намаляването на атмосферите отстранява оксидните примеси (като H₂ при синтероване WC - CO); и вакуумната среда са подходящи за силно реактивни материали (като SIC).

3. Контрол на микроструктурата

Чрез регулиране на температурата - кривата на налягането може да се потисне ненормален растеж на зърното, което позволява производството на фини - зърнести или наноструктурирани материали.

4. Ефективно уплътняване

В сравнение с атмосферното налягане синтероване, горещото натискане на синтероването може да съкрати времето за синтероване (от няколко часа до десетки часове) и да намали консумацията на енергия.

5. Сложна форма на формиране

В комбинация с дизайн на плесени, близо до - net - формата на формата може да бъде директно синтерован, намалявайки последващите разходи за обработка.

Iii. Приложения на атмосферата горещо пресоване на пещи
1. Атмосфера горещо пресоване на пещи за керамика

Структурна керамика: силициев нитрид (Si₃n₄) и силициев карбид (SIC) се използват в инструменти и лагери за рязане; Керамични субстрати алуминиев (al₂o₃).

2. Функционална керамика:

Пиезоелектрична керамика (PZT), прозрачна керамика (YAG).

3. Метал - керамични композити

4. Цементиран карбид (WC - CO), метал - матрични композити (al - sic), максимална фазова керамика (ti₃sic₂).

5. Въглеродни материали

Високи - графит на плътността (биполярни плочи на горивни клетки), диамант - метални композити (режещи инструменти), графен - подсилени материали.

6. Функционални материали

Термоелектрически материали (Bi₂te₃), свръхпроводящи материали (MGB₂), магнитни материали (nd - fe - b).

7. Наноматериали и гранични изследвания

Уплътняване на нанокристалната керамика, високи - ентропични сплави и метални - органични рамки (MOFs).

IV. Предимства и ограничения на атмосферата горещо натискане на пещта технология
Предимства: Висока ефективност на уплътняване, отлични свойства на материала и широка приложимост.

Ограничения: Висока цена на оборудването (милиони долари), ограничен размер на извадката (обикновено<500 mm diameter), and high mold wear. Three aspects of the field are introduced in detail.