[發(fā)明專利]一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐及燒結(jié)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910094485.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109631568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝志鵬;許靖堃;安迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F27B5/04
• 分類號(hào): F27B5/04;F27B5/16;F27B5/18
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：其包括：爐體、磁場(chǎng)控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、直流電流發(fā)生器和總控中心；

所述爐體包括螺栓連接的上爐蓋、下?tīng)t蓋和爐體本體，所述爐體本體內(nèi)設(shè)置有用于夾持待燒結(jié)材料的模具；

所述磁場(chǎng)控制系統(tǒng)包括相互連接的磁場(chǎng)發(fā)生部和磁場(chǎng)控制部，所述磁場(chǎng)發(fā)生部設(shè)置在所述爐體本體內(nèi)，用于對(duì)所述模具內(nèi)的待燒結(jié)材料施加磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)控制部與所述總控中心相連接，用于對(duì)所述磁場(chǎng)發(fā)生部產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行控制；

所述壓力控制系統(tǒng)包括相互連接的壓力發(fā)生部和壓力控制部，所述壓力發(fā)生部設(shè)置在所述爐體本體內(nèi)，用于固定所述模具，并對(duì)所述模具內(nèi)的待燒結(jié)材料進(jìn)行單向加壓；所述壓力控制部與所述總控中心相連接，用于對(duì)所述壓力發(fā)生部的壓力進(jìn)行控制；

所述直流電流發(fā)生器分別與所述壓力控制系統(tǒng)的壓力發(fā)生部和總控中心相連接，用于施加通過(guò)所述模具或待燒結(jié)材料的直流電流。

2.如權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述磁場(chǎng)發(fā)生部為呈空心圓柱狀的磁場(chǎng)發(fā)生裝置，所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置緊貼設(shè)置在所述模具外側(cè)或所述爐體內(nèi)壁。

3.如權(quán)利要求2所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述磁場(chǎng)發(fā)生裝置中的電磁線圈為超導(dǎo)線圈或常規(guī)線圈。

4.如權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述壓力發(fā)生部包括上壓頭和下壓頭；

所述上壓頭固定設(shè)置在所述爐體本體內(nèi)部，所述上壓頭上端由所述上爐蓋中部穿出，并固定到頂部的固定裝置上，所述上壓頭下端插入到所述爐體內(nèi)的模具上端，并與所述模具內(nèi)夾持的待燒結(jié)材料相接觸；所述下壓頭上端伸入到所述爐體內(nèi)的模具下端，并與所述模具內(nèi)夾持的待燒結(jié)材料相接觸，所述下壓頭下端由所述爐體本體底部和下?tīng)t蓋中部穿出后與設(shè)置在爐體外部的所述壓力控制部連接；

所述壓力控制部包括液壓油缸和壓力控制裝置；

所述液壓油缸的輸出端與所述下壓頭下端相連，所述液壓油缸的輸入端與所述壓力控制裝置相連，所述壓力控制裝置的輸入端與所述總控中心連接，根據(jù)所述總控中心發(fā)送的壓力控制信號(hào)通過(guò)所述液壓油缸向所述下壓頭傳遞壓力，對(duì)待燒結(jié)材料進(jìn)行單向加壓。

5.如權(quán)利要求4所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述直流電流發(fā)生器的輸出端分別與所述上壓頭伸出所述上爐蓋和所述下壓頭伸出所述下?tīng)t蓋的部分連接，且所述上壓頭和下壓頭與所述直流電流發(fā)生器輸出端的連接處外圍環(huán)繞有柔性絕緣層；所述直流電流發(fā)生器的輸入端與所述總控中心連接，根據(jù)所述總控中心發(fā)送的直流電流控制信號(hào)通過(guò)所述上壓頭和下壓頭施加通過(guò)所述模具或待燒結(jié)材料的直流電流。

6.如權(quán)利要求5所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述直流電流發(fā)生器的工作電壓為0～1000V，輸出電流為0～5000A。

7.如權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐還包括氣氛控制系統(tǒng)，所述氣氛控制系統(tǒng)通過(guò)所述爐體本體上設(shè)置的進(jìn)出氣孔與所述爐體內(nèi)部連通；所述氣氛控制系統(tǒng)與所述總控中心連接，根據(jù)所述總控中心發(fā)送的氣氛控制信號(hào)通過(guò)所述進(jìn)出氣孔實(shí)現(xiàn)對(duì)所述爐體抽真空或通入氣體的操作。

8.如權(quán)利要求1所述的一種磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐，其特征在于：所述磁場(chǎng)耦合直流電流的壓力燒結(jié)爐還包括冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與設(shè)置在所述爐體本體底部的進(jìn)水口和設(shè)置在所述爐體本體頂部的出水口連接，且所述進(jìn)水口和出水口均與設(shè)置在所述爐體本體內(nèi)壁的水冷通道相連通；所述冷卻系統(tǒng)的輸入端與所述總控中心連接，根據(jù)所述總控中心發(fā)送的冷卻水控制信號(hào)，控制冷卻水的流速。