專利名稱：氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置。
背景技術(shù)：
目前微波燒結(jié)技術(shù)主要針對(duì)高損耗介質(zhì)材料的加熱，對(duì)于“低溫吸波性能差，高溫吸波性能好”氧化物復(fù)合材料的加熱需要輔助加熱手段。碳化硅(SiC)作為一種低溫下高損耗介質(zhì)材料，常被選作輔助加熱材料。實(shí)際應(yīng)用中較常見的是直接將碳化硅加熱棒固定在坩堝四周，或者將碳化硅加熱棒置于一個(gè)整體保溫裝置中。前者加熱過程中熱散失快，不利于溫度的儲(chǔ)蓄，樣品溫度很難達(dá)到臨界溫度，且降溫過程中易造成樣品開裂；后者保溫裝置整體化，不利于局部損壞部件的更換，造成保溫材料的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述裝置的缺點(diǎn)，提供一種能夠最大化重復(fù)利用保溫材料、混合微波加熱的氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置，所述裝置包括上下莫來石卡槽、固定在上下莫來石卡槽之間的內(nèi)外雙層莫來石板、內(nèi)外雙層莫來石板之間的SiC加熱棒以及在裝置頂部設(shè)置的莫來石蓋板，莫來石蓋板上開設(shè)有紅外測溫探孔。進(jìn)一步地，為起到優(yōu)良的保溫效果，且防止莫來石高溫下軟化變形，內(nèi)外雙層莫來石板采用卡槽結(jié)構(gòu)契合，并且內(nèi)外雙層莫來石板與莫來石卡槽之間也相互契合。較好地，內(nèi)外雙層莫來石板與SiC加熱棒之間，以及內(nèi)層莫來石板與裝置中心之間的間距均為0. 4^0. 6cm。本實(shí)用新型的輔助加熱與保溫裝置中，選用莫來石為保溫材料，SiC為輔助加熱材料。本實(shí)用新型的工作原理利用內(nèi)外雙層莫來石板之間的SiC加熱棒在低溫下與微波耦合產(chǎn)生熱量，將熱量傳導(dǎo)給樣品，待樣品溫度上升到臨界溫度以上，樣品自身吸收微波，加熱至燒結(jié)溫度。本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)在于，針對(duì)制備氧化物復(fù)合材料的“低溫吸波性能較差，高溫吸波性能良好”的特性，采用SiC加熱棒低溫輔助加熱，待達(dá)到臨界溫度后，氧化物自身吸收微波加熱至燒結(jié)溫度。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I.根據(jù)氧化物的吸波特性，將傳統(tǒng)燒結(jié)與微波燒結(jié)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了莫來石復(fù)合材料的快速燒結(jié)；2.輔助加熱與保溫裝置的設(shè)計(jì)，同時(shí)解決了氧化物材料的低溫加熱問題，和加熱與冷卻過程中樣品開裂問題；[0014]3.內(nèi)外雙層莫來石板之間采用卡槽契合結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)外雙層莫來石板與上下莫來石卡槽也互相契合，防止了莫來石高溫軟化變形；4.裝置可以隨意拆分組合，局部損壞處可以任意更換，節(jié)約了保溫材料。

圖I為輔助加熱與保溫裝置的裝配分解圖；圖2為輔助加熱與保溫裝置的裝配完成圖。
具體實(shí)施方式
以下以具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施例I如圖I和圖2所示的莫來石復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置，所述裝置包括上下莫來石卡槽2、固定在上下莫來石卡槽2之間的內(nèi)外雙層莫來石板51、52、內(nèi)外雙層莫來石板51、52之間的SiC加熱棒3以及在裝置頂部設(shè)置的莫來石蓋板I，莫來石蓋板I上開設(shè)有紅外測溫探孔4 ;內(nèi)外雙層莫來石板51、52采用卡槽結(jié)構(gòu)契合，內(nèi)外雙層莫來石板51、52與SiC加熱棒3之間，以及內(nèi)層莫來石板51與裝置中心(放置樣品6)之間的間距均為0. 4 0. 6cm。原料選用莫來石耐火磚坯體(河南登封宏昌耐材有限公司提供)，主要化學(xué)成分是a-莫來石，尺寸為240mm X I IOmm X 70mm，包含體積分?jǐn)?shù)為40 60%聚晶球。將坯體置于輔助加熱與保溫裝置中，將輔助加熱與保溫裝置一同放入微波諧振腔內(nèi)，將輔助加熱與保溫聯(lián)合裝置一同放入微波諧振腔內(nèi)，調(diào)整好紅外測溫儀與樣品表面的相對(duì)位置(保證紅外光穿過聯(lián)合裝置的紅外測溫探孔，然后直接射到樣品表面)，開啟微波源，調(diào)節(jié)微波輸入功率，在低溫階段以平均6 1(TC /min的速度緩慢升溫，防止因排出氣體過于劇烈而導(dǎo)致樣品開裂；待排濕及排煙結(jié)束后，開始連續(xù)調(diào)節(jié)微波輸入功率，以2(Tl00°C /min的速度迅速加熱，同時(shí)監(jiān)測反射功率，防止反射功率劇烈波動(dòng)出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象；待反射功率基本穩(wěn)定時(shí)，氧化物自身吸波，維持升溫速率在20°C /min,勻速升溫至燒結(jié)溫度1000°C，保溫時(shí)間2min，隨爐冷卻至室溫，得到莫來石樣品，其耐壓強(qiáng)度為5. 85MPa，為常規(guī)樣品的I. 2倍；其氣孔率為69. 2%，吸水率為83. 2%，體積密度為0. 83g/cm3,與常規(guī)樣品相近，能滿足使用要求。整個(gè)燒結(jié)過程歷時(shí)60min。上述微波諧振腔為TE666大容積微波諧振腔(常規(guī)結(jié)構(gòu))，諧振腔采用微波頻率為 2. 45GHz，最大輸出功率為IOKW的微波源。6個(gè)磁控管均勻分布在腔體上方，保證諧振腔內(nèi)微波場強(qiáng)分布均勻。腔體頂部設(shè)有排氣裝置及適于遠(yuǎn)紅外輻射溫度計(jì)的探孔。紅外測溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)測諧振腔內(nèi)樣品溫度，所測溫度范圍為60(Tl80(rC。
權(quán)利要求1.氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置，其特征在于所述裝置包括上下莫來石卡槽(2)、固定在上下莫來石卡槽(2)之間的內(nèi)外雙層莫來石板(51、52)、內(nèi)外雙層莫來石板(51、52)之間的SiC加熱棒(3)以及在裝置頂部設(shè)置的莫來石蓋板(1)，莫來石蓋板(I)上開設(shè)有紅外測溫探孔(4)。
2.如權(quán)利要求I所述的輔助加熱與保溫裝置，其特征在干內(nèi)外雙層莫來石板(51、52)采用卡槽結(jié)構(gòu)契合，并且內(nèi)外雙層莫來石板(51、52)與莫來石卡槽(2)之間也相互契合。
3.如權(quán)利要求2所述的輔助加熱與保溫裝置，其特征在干內(nèi)外雙層莫來石板(51、52)與SiC加熱棒(3)之間，以及內(nèi)層莫來石板(51)與裝置中心之間的間距均為O. Ο. 6cm。
專利摘要本實(shí)用新型屬于復(fù)合材料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開了氧化物復(fù)合材料微波燒結(jié)法專用輔助加熱與保溫裝置。所述裝置包括上下莫來石卡槽、固定在上下莫來石卡槽之間的內(nèi)外雙層莫來石板、內(nèi)外雙層莫來石板之間的SiC加熱棒以及在裝置頂部設(shè)置的莫來石蓋板，莫來石蓋板上開設(shè)有紅外測溫探孔。本實(shí)用新型根據(jù)氧化物的吸波特性，將傳統(tǒng)燒結(jié)與微波燒結(jié)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了氧化物復(fù)合材料的快速燒結(jié)。
文檔編號(hào)C04B35/64GK202400978SQ201120369709
公開日2012年8月29日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者盧紅霞, 張帆, 張昕, 張銳, 李旭勤, 李春光, 楊道媛, 王海龍, 范冰冰, 許紅亮, 陳德良 申請人:鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院