[发明专利]超高温加热炉

说明书

技术领域

本发明属于一种超高温感应加热炉，主要涉及一种利用二硼化锆(ZrB₂)复合陶瓷材料制作的超高温加热炉。

背景技术

炉内超过1800℃加热炉成为超高温加热炉。通常的超高温电阻炉在氧化气氛环境下用发热元件，只有铬酸镧发热元件和二氧化锆发热元件。铬酸镧发热元件的表面最高温度为1900℃，炉内使用温度为1800℃；该元件的缺点是在高温条件下使用时，铬酸镧挥发产生一种氧化铬的物质，常常污染被烧结物，限制了该元件的使用。二氧化锆发热元件的表面最高温度为2100℃，炉内使用温度为2000℃；该元件的缺点是在低温时，二氧化锆不导电，使用该元件时，必须使用辅助加热系统，把二氧化锆加热到1100℃以上，制作炉膛时，而辅助加热系统的加热元件都无法耐2000℃得高温，制作的工艺和炉膛材料的要求特别高，至今还没有能制作出经久耐用的超高温电炉，只是停留在实验室阶段。

因此，在氧化气氛环境和超高温条件下使用的超高温电炉，由于使用的加热元件的缺陷，仅有的这几种超高温电炉，远远不能满足科研院所和科技发展的需要。

目前，感应加热技术已经成熟，它的应用已经非常广泛，传统的感应加热炉是被加热物体放置在炉膛中，炉膛本身不发热，其是通过感应器加热炉膛中的被加热物体，被加热物体的自身发生物理和化学变化，或者对被加热物体的表面性能如硬度、光亮程度、以及机械性能等通过加热本身性能发生改变。被感应的物体通常是可以导电的金属物质，通常的感应炉是把欲熔炼的金属原料放在炉膛中熔炼。

发明内容

本发明的目的是提供一种既可以在氧化气氛下使用、又可以在真空条件下使用的超高温加热炉。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：其包括变压器、控制器、炉体、感应器、保温绝缘材料以及炉膛、红外测温仪、循环水冷却装置，保温绝缘材料设置在炉体内，红外测温仪设置在炉体的一侧，变压器、控制器和感应器通过循环水冷却。所述的炉膛为二硼化锆复合陶瓷材料炉膛，感应器位于在炉膛的外围，感应器与炉膛之间设置绝缘材料。

所述二硼化锆复合陶瓷炉膛一端开口，二硼化锆复合陶瓷炉膛开口的一端设置有炉门。

所述的二硼化锆复合陶瓷炉膛一端开口，二硼化锆复合陶瓷炉膛开口的一端设置有炉门，在炉门外部的炉体上设置密封法兰；炉膛通过管道和真空泵相连，并在管道上设置阀门和抽气口，可实现真空烧结。

所述的二硼化锆复合陶瓷炉膛一端开口，二硼化锆复合陶瓷炉膛开口的一端设置有炉门，在炉门外部的炉体上设置密封法兰；炉膛通过两根管道分别和炉体外部的真空泵、保护气体容器相连，并在一管道上设置进气口和进气阀门，另一管道上设置出气口和出气阀。

所述的炉膛为二硼化锆复合陶瓷炉管，炉管水平设置在炉体内，炉管的两端密封，其一端通过管道和真空泵连接；或两端分别通过管道连接进气口和出气口，并在进气口上设置有进气阀门，在出气口上设置出气阀门。

所述的炉膛为二硼化锆复合陶瓷炉管，炉管竖直设置在炉体内，炉管的两端密封，两端分别通过管道连接进气口和出气口，并在进气口上设置有进气阀门，在出气口上设置出气阀门，炉体。

本发明的原理，主要是通过感应加热原理，当交流电源输入感应线圈时，在感应器中就形成了交变电磁场。交变磁场的磁通穿过由二硼化锆(ZrB₂)复合陶瓷材料作成的炉膛时，就会产生涡流，涡流的强度与感应电动势的大小成正比，与涡流回路的电抗成反比，涡流很容易达到较大的数值，ZrB₂复合陶瓷材料作成的炉膛就会产生很大的热量，炉膛本身就会发热，炉膛的温度就会升高。在炉膛内形成一个高温环境，用于在氧化气氛下、真空气氛下烧结。由于ZrB₂复合陶瓷材料的熔点较高，炉膛的温度理论上可以达到3000℃以上。

研究文献可以发现超高温陶瓷材料是一类具有较高熔点(大于3000℃)以及其他优良性能的过渡金属的硼化物和碳化物陶瓷材料。二硼化锆作为超高温陶瓷材料的一种，它具有高熔点、高硬度、良好的导电性、导热性等诸多优点，广泛应用于高温结构陶瓷材料、耐火材料、电极材料以及核控制材料等领域中。ZrB₂-SiC复合陶瓷作为超高温陶瓷材料的一种，它的耐氧化性得到了一定的提高，而且，已经应用于国防科技领域，取得了较好的抗氧化效果，基于ZrB₂-SiC复合陶瓷材料具有高熔点、高硬度、良好的导电性、导热性、抗氧化性的特点。

附图说明

附图1为实施例1结构示意图

附图2为实施例2结构示意图