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氢气高压环境下的定向凝固炉的设计
发布时间:2017-03-03

  根据客户的需求,在氢气高压环境下的定向凝固生成多孔材料,北方华创真空设计研发了高压高温真空定向凝固炉。

  设备指标达为有效工作区间尺寸φ200mm×300mm,装载量50Kg,温度高达1400℃,高温氢气压力1.0MPa,冷态极限真空度5×10-3Pa。

真空系统及升降系统采用北方华创真空的固有成熟技术。

  针对高温氢气压力1.0MPa技术指标,对炉体我们采用国家二级压力容器进行设计。

  该设备热区部分分为熔化区和定向凝固区两部分,两者之间有可活动的保温部件。在金属材料熔化阶段,保温部件封闭方式可保证熔化区散热达到节能及保证熔化均匀的效果。需要凝固时,可通过启动元件将保温部件打开。

  工作时,金属材料被置于坩埚中,抽真空并加热到1400℃时,金属材料熔化,冲入1.0mpa氢气使其浸入金属溶液达到多孔目的。此时浸入氢气溶液的金属材料由坩埚底部逐渐凝固。独立的坩埚升降系统,可保证在炉温 1400℃的状态下,仍可匀速地将坩埚从熔化区移向凝固区,使坩埚下部溶液首先开始凝固,随着坩埚的下移,达到溶液定向凝固的目的。为了防止坩埚下降过程中产生的颤动及下降速度精确可控,坩埚升降系统采用PLC+伺服电机的模式,坩埚下降速度可控制在0.05~10mm/s范围内。为了使坩埚底部迅速凝固,坩埚升降系统的上端装有通水冷却的铜质冷却块,在需要凝固时冷却块的上平面与坩埚底部接触,加快坩埚下部溶液的降温速度。

  针对高压氢气的特殊工作环境,凭借北方华创真空在氢气炉的设计及压力容器的设计经验,配置了特殊的气路系统。在充分保证设备安全基础上,也能达到了更好地控制高压氢气环境目的。


北方华创真空

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