[實(shí)用新型]一種金屬氧化物陶瓷材料快速燒結(jié)爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920391159.9
• 申請(qǐng)日: 2019-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN209877632U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何湘衡;沈志堅(jiān);李廷凱;葉晨昊;張懇;康輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州而然科技有限公司
• 主分類號(hào): F27B17/00
• 分類號(hào): F27B17/00;F27D3/12;F27D11/02;F27D19/00
• 代理公司: 33295 杭州知見(jiàn)專利代理有限公司
• 代理人: 趙越劍;張華

本實(shí)用新型涉及一種金屬氧化物陶瓷材料快速燒結(jié)爐，解決了目前的工業(yè)化生產(chǎn)中快速燒結(jié)設(shè)備的壽命短、產(chǎn)能低以及工藝不穩(wěn)定的問(wèn)題。本裝置包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有向下開口的爐膛，其特征在于：所述爐膛從上到下依次設(shè)置有相互連通的高溫腔室、中溫腔室、低溫腔室，低溫腔室下端開口，機(jī)架上還設(shè)有可從低溫腔室下端伸入的可升降的耐火保溫臺(tái)柱，耐火保溫臺(tái)柱的上端為放置待燒結(jié)材料的載物平臺(tái)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬氧化物陶瓷材料快速燒失有機(jī)物、燒結(jié)溫度梯度控制、對(duì)結(jié)晶速率梯度控制、對(duì)燒結(jié)高溫區(qū)穩(wěn)定控制的使用目標(biāo)，保證金屬氧化物燒結(jié)后的強(qiáng)度、透度、晶化率以及結(jié)晶的均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于醫(yī)用材料領(lǐng)域，涉及一種功能陶瓷材料的燒結(jié)技術(shù)，尤其是一種金屬氧化物陶瓷材料快速燒結(jié)爐。

背景技術(shù)

金屬氧化物陶瓷材料，如氧化鋁、氧化鋯，因具有良好的硬度、耐腐蝕及耐磨等物理特性，常廣泛地被用于各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著我國(guó)醫(yī)療器械水平的發(fā)展，氧化鋁、氧化鋯等金屬氧化物陶瓷材料越來(lái)越多地作為一種仿生材料應(yīng)用在人體硬組織替代體方面，如人工牙齒、人工骨頭。鑒于人體硬組織替代體對(duì)材料本身的硬度、韌性、耐磨性、生物相容性等物理、生物特性有著極高的要求，甚至在材料的透明度、光學(xué)質(zhì)感等美學(xué)領(lǐng)域，也提出了較高的要求，這促使制作此類材料的陶瓷燒結(jié)設(shè)備需要進(jìn)一步提升，以適應(yīng)相應(yīng)的制作工藝要求；同時(shí)，隨著市場(chǎng)需求增速，對(duì)制作此類材料的生產(chǎn)速度也提出更快的要求；因此，新的制作金屬氧化物陶瓷材料的燒結(jié)設(shè)備需要具備更高的生產(chǎn)速度。

目前，用于氧化鋁、氧化鋯一類的金屬氧化物陶瓷材料的高溫?zé)Y(jié)爐一般為一體式爐膛設(shè)計(jì)，采用單一加熱體加熱，即加熱體為硅鉬棒或者硅碳棒其中的一種；生產(chǎn)時(shí)將待燒結(jié)的氧化鋁、氧化鋯材料由常溫狀態(tài)放置在載物臺(tái)上，推入爐膛后，關(guān)上爐門，加熱體工作將爐膛加溫至1450℃~1550℃后持續(xù)一段時(shí)間直至燒結(jié)工藝完成，然后加熱棒停止加熱，打開爐膛將產(chǎn)品退出爐膛取出，通常一個(gè)工藝周期做完需要6~8小時(shí)，即使連續(xù)作業(yè)也需要大約4個(gè)小時(shí)。

這種設(shè)計(jì)方案存在以下問(wèn)題：一方面，在實(shí)際生產(chǎn)中，產(chǎn)品進(jìn)出爐膛時(shí)會(huì)給爐膛內(nèi)的溫度場(chǎng)帶來(lái)較大沖擊，單一的加熱體及其保溫設(shè)計(jì)無(wú)法有效保障溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性，同時(shí)導(dǎo)致?tīng)t腔保溫材料以及進(jìn)出口保溫材料極易龜裂，爐體各部分的保溫材料每1~2年就需要部分更換或者全部更換；新一輪的燒結(jié)需要更多的升溫時(shí)間，設(shè)備單位時(shí)間產(chǎn)出效率受限。另一方面，由于硅鉬棒加熱體不宜在400℃~700℃區(qū)運(yùn)行，否則容易低溫氧化，產(chǎn)品高頻率的進(jìn)出爐膛時(shí)，使得硅鉬棒加熱體壽命及功能表現(xiàn)大打折扣；而硅碳棒在高溫下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)又容易出現(xiàn)內(nèi)阻增大發(fā)生老化、導(dǎo)致燒結(jié)溫度達(dá)不到要求，一般0.8~1年發(fā)熱體就要更換。因此，采用單一加熱體設(shè)計(jì)的燒結(jié)爐很容易出現(xiàn)工藝溫度不穩(wěn)定、易老化、維修頻率高的問(wèn)題，快速燒結(jié)的能力有限。再次，單一加熱體設(shè)計(jì)難以精細(xì)地控制升溫速度、高溫區(qū)溫度穩(wěn)定性差，導(dǎo)致燒結(jié)成品容易出現(xiàn)崩裂、隱裂、晶化率不足及晶化不均勻等現(xiàn)象。

目前產(chǎn)業(yè)界或行業(yè)內(nèi)所使用的高溫?zé)Y(jié)爐均存在著燒結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、燒結(jié)品質(zhì)不佳、能耗高、制造和維護(hù)成本高等不足。導(dǎo)致快速燒結(jié)設(shè)備的壽命短、產(chǎn)能低以及工藝不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于解決目前的工業(yè)化生產(chǎn)中快速燒結(jié)設(shè)備的壽命短、產(chǎn)能低以及工藝不穩(wěn)定的問(wèn)題，提供一種金屬氧化物陶瓷材料快速燒結(jié)爐。