一種微波燒結(jié)用保溫裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于微波燒結(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種微波燒結(jié)用保溫裝置。所述裝置包括莫來石箱體、氧化鋁泡沫磚、第一氧化鋁纖維棉、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚、第二氧化鋁纖維棉、剛玉坩堝、氧化鋁纖維棉蓋子、莫來石蓋子、塊狀氧化鋁泡沫磚、第三氧化鋁纖維棉。本裝置承受燒結(jié)溫度可以達到1800攝氏度，而且溫度分布均勻。此外還有升溫速度快，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點。
【專利說明】—種微波燒結(jié)用保溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波燒結(jié)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種微波燒結(jié)用保溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微波燒結(jié)制備陶瓷材料的過程中需要的燒結(jié)溫度比較高，相應(yīng)對于專用保溫裝置設(shè)計更為苛刻。目前，由于不合理的保溫裝置的設(shè)計會造成升溫速度緩慢和達不到燒結(jié)溫度的問題。
[0003]微波燒結(jié)技術(shù)保溫裝置設(shè)計較常見的是將碳化硅棒置于一個整體的保溫裝置內(nèi)，或者是碳化硅棒固定在坩堝四周。前者保溫裝置整體化，不利于局部保溫材料的更換，造成資源浪費，后者保溫效果差，很難達到高的燒結(jié)溫度。
[0004]由上可知，現(xiàn)有技術(shù)均不能很好的對燒結(jié)對象進行保溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種保溫效果好、升溫速度快，保溫零部件更換方便、成本低廉的微波燒結(jié)用保溫裝置。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種微波燒結(jié)用保溫裝置，包括莫來石箱體、氧化鋁泡沫磚、第一氧化鋁纖維棉、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚、第二氧化鋁纖維棉、剛玉坩堝、氧化鋁纖維棉蓋子、莫來石蓋子、塊狀氧化鋁泡沫磚、第三氧化鋁纖維棉；所述氧化鋁泡沫磚、第一氧化鋁纖維棉、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚、第二氧化鋁纖維棉、剛玉坩堝均位于莫來石箱體內(nèi)，其中氧化鋁泡沫磚位于莫來石箱體的底部，氧化鋁泡沫磚的上方設(shè)置第一氧化鋁纖維棉，第一氧化鋁纖維棉的上方設(shè)置帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚、第二氧化鋁纖維棉、剛玉坩堝和塊狀氧化鋁泡沫磚，其中第二氧化鋁纖維棉包覆在剛玉坩堝的外周，剛玉坩堝的內(nèi)部放置燒結(jié)體，第二氧化鋁纖維棉的外側(cè)設(shè)置兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚，第二氧化鋁纖維棉位于兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚的弧形槽之間，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚與莫來石箱體之間設(shè)置第三氧化鋁纖維棉，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚之間還設(shè)置塊狀氧化鋁泡沫磚；帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚、第二氧化鋁纖維棉和剛玉坩堝的上方設(shè)置氧化鋁纖維棉蓋子，氧化鋁纖維棉蓋子的上方設(shè)置莫來石蓋子，其中氧化鋁纖維棉蓋子和莫來石蓋子的中部均開有通孔，兩個通孔的中心線重合。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:1)本裝置承受燒結(jié)溫度可以達到1800攝氏度，而且溫度分布均勻；2)本裝置可以承受溫度驟變，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，具有很高的實用價值；3)在燒結(jié)過程中溫度的驟變會引起氧化鋁泡沫磚比較薄的部分開裂，最終導(dǎo)致整個氧化鋁泡沫磚整體浪費，本發(fā)明在兩塊自制帶弧形槽氧化鋁泡沫磚之間采用長方塊狀氧化鋁泡沫磚連接，這樣就可以大大減輕及氧化鋁泡沫磚開裂的程度，即使開裂更換也非常方便；4)剛玉坩堝外有氧化鋁纖維棉、氧化鋁泡沫磚、莫來石箱體的三重密封，最大程度上減少了縫隙的存在，因此此裝置保溫效果好、燒結(jié)速度快；由于莫來石箱體對稱性強，在使用過程中溫度分布均勻。[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的微波燒結(jié)用保溫裝置剖視圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的微波燒結(jié)用保溫裝置除去蓋子的俯視圖。
[0011]圖中:1_莫來石箱體；2_氧化鋁泡沫磚；3_第一氧化鋁纖維棉；4_帶弧形槽氧化鋁泡沫磚；5_第二氧化鋁纖維棉；6_剛玉坩堝；7_燒結(jié)體；8_氧化鋁纖維棉蓋子；9_紅外測溫孔；10_莫來石蓋子；11_塊狀氧化鋁泡沫磚；12_第三氧化鋁纖維棉。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明的一種微波燒結(jié)用保溫裝置，包括莫來石箱體1、氧化鋁泡沫磚2、第一氧化鋁纖維棉3、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4、第二氧化鋁纖維棉5、剛玉坩堝6、氧化鋁纖維棉蓋子8、莫來石蓋子10、塊狀氧化招泡沫磚11、第三氧化招纖維棉12 ；
[0013]所述氧化鋁泡沫磚2、第一氧化鋁纖維棉3、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4、第二氧化鋁纖維棉5、剛玉坩堝6均位于莫來石箱體I內(nèi)，其中氧化鋁泡沫磚2位于莫來石箱體I的底部，氧化鋁泡沫磚2的上方設(shè)置第一氧化鋁纖維棉3，第一氧化鋁纖維棉3的上方設(shè)置帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4、第二氧化鋁纖維棉5、剛玉坩堝6和塊狀氧化鋁泡沫磚11,其中第二氧化鋁纖維棉5包覆在剛玉坩堝6的外周，剛玉坩堝6的內(nèi)部放置燒結(jié)體7，第二氧化鋁纖維棉5的外側(cè)設(shè)置兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4，第二氧化鋁纖維棉5位于兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4的弧形槽之間，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4與莫來石箱體I之間設(shè)置第三氧化鋁纖維棉12，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4之間還設(shè)置塊狀氧化鋁泡沫磚
11;帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚4、第二氧化鋁纖維棉5和剛玉坩堝6的上方設(shè)置氧化鋁纖維棉蓋子8，氧化鋁纖維棉蓋子8的上方設(shè)置莫來石蓋子10，其中氧化鋁纖維棉蓋子8和莫來石蓋子10的中部均開有通孔，兩個通孔的中心線重合。
[0014]所述莫來石箱體I的內(nèi)腔為方形或圓形。
[0015]所述剛玉坩堝6為碗形或圓柱形。
[0016]所述帶弧形槽氧化鋁泡沫磚4的弧形槽弧度與剛玉坩堝6外側(cè)的弧度一致。
[0017]微波燒結(jié)保溫裝置對保溫材料的要求尤為苛刻，有以下幾點:1)所選保溫材料必須透波，并且不能反射微波，否則會影響燒結(jié)體吸波；2)所選保溫材料必須能承受較高的溫度；3)所選保溫材料須導(dǎo)熱性能差。本裝置所選的材料均符合上述要求:莫來石箱體、氧化鋁泡沫磚、氧化鋁纖維棉、剛玉坩堝均是透波材料且導(dǎo)熱系數(shù)低，與燒結(jié)體直接接觸的剛玉坩堝能承受1800以上的溫度。
[0018]本發(fā)明的微波燒結(jié)專用保溫裝置，所述裝置包括莫來石箱體、帶孔的莫來石蓋子、帶孔的氧化鋁纖維棉蓋子、氧化鋁纖維棉、自制帶弧形槽氧化鋁泡沫磚、剛玉坩堝。莫來石箱體內(nèi)部有一端與外界連通的空腔，所述空腔底部填充有與所述空腔橫截面相匹配的氧化鋁泡沫磚，所述氧化鋁泡沫磚上面鋪有一層與所述氧化鋁泡沫磚橫截面相匹配氧化鋁纖維棉，氧化鋁纖維棉上面中央位置放置剛玉坩堝，所述剛玉坩堝外圈依次為:氧化鋁纖維棉、氧化鋁泡沫磚，所述剛玉坩堝上面依次為帶孔氧化鋁纖維棉蓋子、帶孔莫來石蓋子。
[0019]該微波燒結(jié)專用保溫裝置主要包括:莫來石箱體(設(shè)計厚度為30mm)、氧化鋁纖維棉(設(shè)計厚度為20mm)、帶孔的莫來石蓋子(設(shè)計厚度為40mm)、帶孔的氧化鋁纖維棉蓋子(設(shè)計厚度為20mm)、自制帶弧形槽氧化招泡沫磚(設(shè)計弧度半徑為30~40mm)、剛玉?甘禍(設(shè)計厚度為3~5mm)。
[0020]莫來石箱體內(nèi)部有一端與外界連通的空腔，空腔底部填充氧化鋁泡沫磚，氧化鋁泡沫磚上面鋪有一層與所述氧化鋁泡沫磚橫截面相匹配氧化鋁纖維棉，氧化鋁纖維棉上面中央位置放置剛玉坩堝，剛玉坩堝外圈依次為:氧化鋁纖維棉、氧化鋁泡沫磚，剛玉坩堝上面依次為帶孔氧化鋁纖維棉蓋子、帶孔莫來石蓋子。
[0021]原料選用自制燒結(jié)Al2O3基陶瓷坯體，主要化學(xué)成分是Al2O3 (粒度為0.6 μ m)、TiC(Ιμm)，尺寸為13mm*13mm*7mm。將坯體埋于保溫裝置中，將專用保溫裝置一同放入微波諧振腔內(nèi)，調(diào)整好紅外測溫儀與陶瓷坯體的相對位置(保證紅外光穿過專用保溫裝置的紅外測溫探孔，然后直接射到陶瓷坯體表面)，開啟微波電源，調(diào)節(jié)輸入功率，在低溫階段以平均10~20°C /min的速度緩慢升溫，防止因氣體排出劇烈導(dǎo)致樣品開裂；待排氣結(jié)束后，調(diào)節(jié)微波功率，以平均30~50°C /min的速度升溫，勻速升溫至1800°C，保溫lOmin，隨后隨爐冷卻至室溫。得到陶瓷樣品。其致密度達到99.5%，能滿足使用要求。整個燒結(jié)過程歷史60mino
[0022]上述微波真空燒結(jié)爐微波頻率為2.45GHz，最大輸出功率為5KW。6個磁控管分別在腔體上方和下方，保證微波場分布均勻。紅外測溫儀可以實時監(jiān)測諧振腔內(nèi)樣品溫度，所測溫度范圍為350~1800°C
[0023]由上可知，本發(fā)明的裝置可以承受較高燒結(jié)溫度，而且溫度分布均勻，此外還有升溫速度快，保溫性能好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點，完全滿足微波燒結(jié)用保溫裝置的要求，具有很高的實用價值。
【權(quán)利要求】
1.一種微波燒結(jié)用保溫裝置，其特征在于，包括莫來石箱體(I)、氧化鋁泡沫磚(2)、第一氧化招纖維棉(3)、帶弧形槽的氧化招泡沫磚(4)、第二氧化招纖維棉(5)、剛玉坩堝(6)、氧化鋁纖維棉蓋子(8)、莫來石蓋子(10)、塊狀氧化鋁泡沫磚(11)、第三氧化鋁纖維棉(12)； 所述氧化鋁泡沫磚(2)、第一氧化鋁纖維棉(3)、帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)、第二氧化鋁纖維棉(5)、剛玉坩堝(6)均位于莫來石箱體(I)內(nèi)，其中氧化鋁泡沫磚(2)位于莫來石箱體(I)的底部，氧化鋁泡沫磚(2)的上方設(shè)置第一氧化鋁纖維棉(3)，第一氧化鋁纖維棉(3)的上方設(shè)置帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)、第二氧化鋁纖維棉(5)、剛玉坩堝(6)和塊狀氧化鋁泡沫磚(11)，其中第二氧化鋁纖維棉(5)包覆在剛玉坩堝(6)的外周，剛玉坩堝(6)的內(nèi)部放置燒結(jié)體(7)，第二氧化鋁纖維棉(5)的外側(cè)設(shè)置兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)，第二氧化鋁纖維棉(5)位于兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)的弧形槽之間，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)與莫來石箱體(I)之間設(shè)置第三氧化鋁纖維棉(12)，兩塊帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)之間還設(shè)置塊狀氧化鋁泡沫磚(11);帶弧形槽的氧化鋁泡沫磚(4)、第二氧化鋁纖維棉(5)和剛玉坩堝(6)的上方設(shè)置氧化鋁纖維棉蓋子(8)，氧化鋁纖維棉蓋子(8)的上方設(shè)置莫來石蓋子(10)，其中氧化鋁纖維棉蓋子(8)和莫來石蓋子(10)的中部均開有通孔，兩個通孔的中心線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)用保溫裝置，其特征在于，所述莫來石箱體(I)的內(nèi)腔為方形或圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)用保溫裝置，其特征在于，所述剛玉坩堝(6)為碗形或圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微波燒結(jié)用保溫裝置，其特征在于，所述帶弧形槽氧化鋁泡沫磚(4)的弧形槽弧度與剛玉坩堝(6)外側(cè)的弧度一致。
【文檔編號】C04B35/64GK103868354SQ201410016047
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】程寓, 孫士帥, 胡瀚澎, 陳維福 申請人:南京理工大學(xué)