[實(shí)用新型]一種多功能電子束區(qū)域熔煉爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020041381.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN212270276U
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫照富;寧堃
• 申請（專利權(quán)）人: 有研工程技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C30B13/22
• 分類號: C30B13/22;C30B29/02;C22B9/22;C22B34/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本實(shí)用新型屬于超純材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能電子束區(qū)域熔煉爐，包括上送料夾料機(jī)構(gòu)1、爐體2、電子槍3、真空系統(tǒng)4、機(jī)架5、電子槍移動機(jī)構(gòu)6、下送料夾料機(jī)構(gòu)7、觀察視窗8、操控箱9、高壓電源、自動控制系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)；所述上送料夾料機(jī)構(gòu)1深入到爐體2內(nèi)的端部為上夾料頭，所述上夾料頭上夾持待熔化的料棒。本實(shí)用新型可滿足槍體與送料夾料機(jī)構(gòu)同步協(xié)調(diào)運(yùn)動的功能，可實(shí)現(xiàn)熔煉材料的多樣化，結(jié)構(gòu)緊湊，可滿足直徑50mm尺寸的料棒熔煉，布局合理，維修維護(hù)方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超純材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種多功能電子束區(qū)域熔煉爐。

背景技術(shù)

現(xiàn)代先進(jìn)制造材料及裝備對高溫難熔金屬材料的純度和晶體的完整性要求愈來愈高，也正由于材料在超純時所具備的獨(dú)特性能所決定的。因此，超純材料的制備正引起廣泛的重視。

電子束區(qū)熔爐是提純和制備高熔點(diǎn)活性金屬單晶的專用設(shè)備，利用電子束區(qū)熔爐可以在高真空(約6.7×10-3Pa)的條件下,將鎢、鉬、鉭、鈮、鈦、鋯、鉿等高熔點(diǎn)活性金屬加以提純并拉制成單晶,還可以將Al2O3、寶石、陶瓷等絕緣材料加溫脫氣。電子束區(qū)熔爐是在高真空條件下進(jìn)行，被熔物料呈棒狀,穿過電子槍的陽極孔,兩端固定在夾頭上，由于電子高速轟擊的結(jié)果,在料棒的局部集中了很大的能量而升溫熔化,熔化了的物料靠著本身的表面張力形成細(xì)頸狀的熔融區(qū)域(熔區(qū))，隨著電子槍上移,熔區(qū)會由物料的下端至上端移動,熔化了的金屬處在超高真空的爐膛中,因此,金屬液體中的雜質(zhì)和氣體均會揮發(fā)出來,被真空系統(tǒng)排走。經(jīng)過一次至數(shù)次這樣的過程,材料便得到了提純或形成單晶，高質(zhì)量純度性能材料也隨即生成。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中的的設(shè)備功能比較單一，滿足個別金屬棒材的熔煉提純及結(jié)晶，且熔煉料棒的直徑尺寸僅限于30mm以下，料棒長度受上下夾料機(jī)構(gòu)限制；同時現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備中環(huán)型電子槍為固定的，僅通過送料機(jī)構(gòu)的進(jìn)給來保證熔煉結(jié)晶，在處理工藝度不夠成熟的材料時容易產(chǎn)生拉晶失敗效果；當(dāng)熔煉材料熔點(diǎn)高達(dá)2000℃以上，難以有合適的坩堝凝固成形，時采用電子束區(qū)熔、在無坩堝的條件下實(shí)現(xiàn)難熔金屬的單晶生長。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種多功能電子束區(qū)域熔煉爐，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本實(shí)用新型的一種多功能電子束區(qū)域熔煉爐，包括上送料夾料機(jī)構(gòu)1、爐體 2、電子槍3、真空系統(tǒng)4、機(jī)架5、電子槍移動機(jī)構(gòu)6、下送料夾料機(jī)構(gòu)7、觀察視窗8、操控箱9、高壓電源、自動控制系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)；

所述上送料夾料機(jī)構(gòu)1深入到爐體2內(nèi)的端部為上夾料頭，所述上夾料頭上夾持待熔化的料棒；

所述爐體2上面留有真空系統(tǒng)接口、上下送料接口以及電子槍移動機(jī)構(gòu)接口，側(cè)面留有觀察視窗接口；

所述電子槍3的主體部分采用自加速式環(huán)形槍,包括環(huán)形陰極塊、紫銅底板、燈絲和高壓絕緣板；

所述真空系統(tǒng)4包括采用分子泵和機(jī)械泵組成的真空機(jī)組；

所述機(jī)架5用于支撐爐體；

所述電子槍移動機(jī)構(gòu)6與電子槍3的底座采用陶瓷絕緣連接，電子槍移動機(jī)構(gòu)6控制電子槍的上、下移動；

所述下送料夾料機(jī)構(gòu)7深入到爐體2內(nèi)的端部為下夾料頭，夾料頭上夾持待熔化的料棒；

所述觀察視窗8與爐體焊接固定，設(shè)有反射觀察窗，所述反射觀察窗為迷宮式,耐450℃的烘烤,并裝有鉛玻璃防護(hù)屏和可調(diào)的玻璃擋板。

所述操控箱9用于控制設(shè)備在使用時達(dá)到控制要求。

所述機(jī)架5采用型材焊接成型，

電子槍移動機(jī)構(gòu)6采用絲杠螺母機(jī)構(gòu)加伺服電機(jī)驅(qū)動方式控制電子槍的上、下移動；