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自蔓延高温合成设备叫什么

文章出处：洛阳西格玛智能电阻炉人气：0 发表时间：2023-06-21

自蔓延高温合成设备叫什么

自蔓延高温合成炉为自蔓延高温合成设备，又称高温高压全自动材料自蔓延合成装置，自蔓延高温合成炉有立式自蔓延合成炉、卧式自蔓延合成炉。主要作用是将原料在密闭承压的容器内进行点火自蔓延燃烧反应。

自蔓延高温合成技术主要使用设备是自蔓延高温合成炉。

什么是自蔓延高温合成技术?

自蔓延高温合成（self–propagation high–temperature synthesis，简称SHS），又称为燃烧合成（combustion synthesis）技术，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。

SHS烧结块体材料自蔓延高温合成法,也称燃烧合成法,是利用化学反应的剧烈放热来制取高熔点化合物,尤其是难熔材料、复合材料、功能材料和耐磨材料的新工艺.SHS技术具有能耗低、工艺设备简单、产品质量好等优点.

SHS烧结法或称SHS自烧结法，SHS烧结技术即直接完成所需形状和尺寸的材料或物件的合成与烧结，是将粉末或压坯在真空或一定气氛中直接点燃，不加外载，凭自身反应放热进行烧结和致密化。该工艺简单，易于操作，但反应过程中不可避免会有气体溢出，难以完全致密化。即使有液相存在，空隙率也会高达7%-13%。

SHS烧结可采用以下3种方式进行：

1）、在空气中燃烧合成；

2）、将经过预先热处理的混合粉末放在真空反应器内进行合成；

3）、在充有反应气体的高压反应容器内进行合成。

立式自蔓延高温合成炉主要技术参数如下：
1、不锈钢容器：φ200×350mm，壁厚20mm
2、适用试样尺寸：＜φ50mm×100mm
3、加热速度：50℃/min
4、加热温度：1200℃
5、极限真空：1×10-4Pa
6、釜设计压力：10Mpa ；工作压力：6 MPa ；

7、夹套：设计压力：1.0 MPa。

7、热模拟区冷却速度：120-80K/s
8、点火电流：（0－50）A 。

卧室自蔓延高温合成炉主要技术参数如下：

容积：6L、10L、20L、30L、40L、60L

主材质：S32168/S31603/S31608

釜设计压力：20Mpa ；工作压力：16 MPa ；

真空度：表压－0.098Mpa；

夹套：设计压力：1.0 MPa。

设计温度：200℃ ，夹套设计温度：90℃ 。

点火电流：（0－50）A 。

液压传动动作：转位、进退、平移

配置：卧式反应容器、液压传动机构、真空系统、爆破片式和弹簧安全阀、夹套循环水系统、阀操作屏、电器控制台以及料舟（托架）、管路部件、电路安全连锁等。

小型自蔓延高温合成炉设备由炉体、加热系统、真空系统、点火系统、加压系统、热模拟系统、电气控制系统组成

各系统的特点如下：

1、炉体上配有石英玻璃视窗和点火电源，壁厚20mm并能承受10MPa的气体压力
1 、真空系统由油扩散泵、前级泵、真空管路、真空闸阀、电磁阀等组成，其特点抽速快，有一定的抗污染能力。
2、加热系统由全金属隔热屏和纯金属加热元件组成，适用于真空环境，具有加热速度快、温度高等特点。
3、点火系统采用了类似真空电弧炉电极的设计，电极可以上下移动，用以维弧。电极装置带有水冷系统，而且其电极头可换成钨丝点火的装置。
4、热模拟系统是通过改变液氮的加入量来改变热模拟区的温度分布，从而模拟不同的冷却环境。其特点是直接作用于试样，冷却速度快。
5、控制系统主要有温控系统、传动位移控制系统、压力控制系统、真空安全报警系统及其它一些供电控制系统等组成。控制系统采用分级控制管理的测控方案，其特点是可以根据工艺路线自动或半自动完成某个工艺过程，能对工艺过程的一些参量进行监控，运行可靠，各机械动作稳定，操作简单方便，控制精度高，能直观显示设备的运行状态，具有必要的故障诊断功能及安全措施，有较高的经济性。

自蔓延高温合成炉操作介绍：

该自蔓延高温合成炉设备采用不锈钢容器作为自蔓延高温合成反应腔，配有石英玻璃视窗和点火电源。将原料料块放置在腔内底座上，如果原料为粉末则装在坩埚中。料块四周带有观察缝的钼片预热套，反应腔内充入氩气。

点火系统由可以上下滑动的铜扣固定的点火钨丝和绝缘电木板支承的二电极组成。将电极架插入容器中间，并由螺钉将支承电极的电木板固定在反应腔盖板上，使点火钨丝恰好处于料块的上部。连接点火电极的电源并接通后，点火温度即刻升高，体系自蔓延高温合成反应即开始。

使用预热套可以提高料块的反应起始温度，从而完成低放热体系的自蔓延高温合成。

混合料经常规工艺压制成块样置于反应底座上，在反应腔内充入10alm的氩气保护气氛；接通点火丝的电源使钨丝温度瞬间升到2800℃，高温钨丝即可引燃自蔓延高温合成反应。测得最高燃烧温度为1800℃，为稳定蔓延模式，没有后燃烧反应，燃烧波速度为0.9cm/s。

自蔓延高温合成炉可以用于TiB2粉末、TiC粉末、TiB2-Al2O3复合陶瓷粉末以及B4C粉末的自蔓延高温合成。特别涉及硼化物粉末、碳化物粉末、金属间化合物粉末等材料的自蔓延高温合成。

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