[發明專利]超高溫加熱爐

無效

• 申請號: 201010119615.8
• 申請日: 2010-03-06
• 公開（公告）號: CN101788225A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 周森安;鄭傳濤;李小華;任飛雷
• 申請（專利權）人: 洛陽市西格馬儀器制造有限公司
• 主分類號: F27B5/00
• 分類號: F27B5/00;F27B5/05;F27B5/06;F27B5/16;F27B5/18
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于一種超高溫感應加熱爐，主要涉及一種利用二硼化鋯(ZrB₂)復合陶瓷材料制作的超高溫加熱爐。

背景技術

爐內超過1800℃加熱爐成為超高溫加熱爐。通常的超高溫電阻爐在氧化氣氛環境下用發熱元件，只有鉻酸鑭發熱元件和二氧化鋯發熱元件。鉻酸鑭發熱元件的表面最高溫度為1900℃，爐內使用溫度為1800℃；該元件的缺點是在高溫條件下使用時，鉻酸鑭揮發產生一種氧化鉻的物質，常常污染被燒結物，限制了該元件的使用。二氧化鋯發熱元件的表面最高溫度為2100℃，爐內使用溫度為2000℃；該元件的缺點是在低溫時，二氧化鋯不導電，使用該元件時，必須使用輔助加熱系統，把二氧化鋯加熱到1100℃以上，制作爐膛時，而輔助加熱系統的加熱元件都無法耐2000℃得高溫，制作的工藝和爐膛材料的要求特別高，至今還沒有能制作出經久耐用的超高溫電爐，只是停留在實驗室階段。

因此，在氧化氣氛環境和超高溫條件下使用的超高溫電爐，由于使用的加熱元件的缺陷，僅有的這幾種超高溫電爐，遠遠不能滿足科研院所和科技發展的需要。

目前，感應加熱技術已經成熟，它的應用已經非常廣泛，傳統的感應加熱爐是被加熱物體放置在爐膛中，爐膛本身不發熱，其是通過感應器加熱爐膛中的被加熱物體，被加熱物體的自身發生物理和化學變化，或者對被加熱物體的表面性能如硬度、光亮程度、以及機械性能等通過加熱本身性能發生改變。被感應的物體通常是可以導電的金屬物質，通常的感應爐是把欲熔煉的金屬原料放在爐膛中熔煉。

發明內容

本發明的目的是提供一種既可以在氧化氣氛下使用、又可以在真空條件下使用的超高溫加熱爐。

本發明的目的可通過以下技術方案來實現：其包括變壓器、控制器、爐體、感應器、保溫絕緣材料以及爐膛、紅外測溫儀、循環水冷卻裝置，保溫絕緣材料設置在爐體內，紅外測溫儀設置在爐體的一側，變壓器、控制器和感應器通過循環水冷卻。所述的爐膛為二硼化鋯復合陶瓷材料爐膛，感應器位于在爐膛的外圍，感應器與爐膛之間設置絕緣材料。

所述二硼化鋯復合陶瓷爐膛一端開口，二硼化鋯復合陶瓷爐膛開口的一端設置有爐門。

所述的二硼化鋯復合陶瓷爐膛一端開口，二硼化鋯復合陶瓷爐膛開口的一端設置有爐門，在爐門外部的爐體上設置密封法蘭；爐膛通過管道和真空泵相連，并在管道上設置閥門和抽氣口，可實現真空燒結。

所述的二硼化鋯復合陶瓷爐膛一端開口，二硼化鋯復合陶瓷爐膛開口的一端設置有爐門，在爐門外部的爐體上設置密封法蘭；爐膛通過兩根管道分別和爐體外部的真空泵、保護氣體容器相連，并在一管道上設置進氣口和進氣閥門，另一管道上設置出氣口和出氣閥。

所述的爐膛為二硼化鋯復合陶瓷爐管，爐管水平設置在爐體內，爐管的兩端密封，其一端通過管道和真空泵連接；或兩端分別通過管道連接進氣口和出氣口，并在進氣口上設置有進氣閥門，在出氣口上設置出氣閥門。

所述的爐膛為二硼化鋯復合陶瓷爐管，爐管豎直設置在爐體內，爐管的兩端密封，兩端分別通過管道連接進氣口和出氣口，并在進氣口上設置有進氣閥門，在出氣口上設置出氣閥門，爐體。

本發明的原理，主要是通過感應加熱原理，當交流電源輸入感應線圈時，在感應器中就形成了交變電磁場。交變磁場的磁通穿過由二硼化鋯(ZrB₂)復合陶瓷材料作成的爐膛時，就會產生渦流，渦流的強度與感應電動勢的大小成正比，與渦流回路的電抗成反比，渦流很容易達到較大的數值，ZrB₂復合陶瓷材料作成的爐膛就會產生很大的熱量，爐膛本身就會發熱，爐膛的溫度就會升高。在爐膛內形成一個高溫環境，用于在氧化氣氛下、真空氣氛下燒結。由于ZrB₂復合陶瓷材料的熔點較高，爐膛的溫度理論上可以達到3000℃以上。

研究文獻可以發現超高溫陶瓷材料是一類具有較高熔點(大于3000℃)以及其他優良性能的過渡金屬的硼化物和碳化物陶瓷材料。二硼化鋯作為超高溫陶瓷材料的一種，它具有高熔點、高硬度、良好的導電性、導熱性等諸多優點，廣泛應用于高溫結構陶瓷材料、耐火材料、電極材料以及核控制材料等領域中。ZrB₂-SiC復合陶瓷作為超高溫陶瓷材料的一種，它的耐氧化性得到了一定的提高，而且，已經應用于國防科技領域，取得了較好的抗氧化效果，基于ZrB₂-SiC復合陶瓷材料具有高熔點、高硬度、良好的導電性、導熱性、抗氧化性的特點。

附圖說明

附圖1為實施例1結構示意圖

附圖2為實施例2結構示意圖