[发明专利]高真空高温高压力的功能材料制备装置

说明书

技术领域

本发明属于制备功能材料的热压设备技术领域，特别是涉及工作在高真空高温高压力环境下的热压炉设备。

背景技术

航天、航空、电子工业界许多特殊产品用的高温合金、复合陶瓷、石英、LED等的功能材料需要在热压炉中加工。随着新的功能材料的性能和应用范围的不同，材料制备的方法也不同，其中借助高真空、高温、高压力环境熔融、烧结技术是当前新材料制备主要方法之一。制备的功能材料要求去除原料气氛中有害水、氧……等成分，消除对产品性能的不良影响。熔融、烧结技术的优点是：熔融、烧结前烧结炉的真空环境有利于排除吸附气体、孔隙中的残留气体以及反应气体产物，对促进材料制备后期的收缩有明显作用；真空可改善液相对固相的润湿性，有利于收缩和改善合金的组织；加温加压有利于增加粉体的活性，提高产品质量和生产效率。

目前有的加热炉例如申请号CN200610046219.0为“真空－热压烧结炉”，该真空一热压烧结炉包括烧结炉和抽真空部分；申请号200910187433.1为“1800度高温保护气氛真空烧结炉”，这种烧结炉也包括有烧结炉和抽真空部分。

根据真空行业惯例，按气体的稀薄程度划分真空环境：低真空10⁵～10²Pa、中真空10²～10^-1Pa、高真空10^-1～10^-5Pa、超高真空：≤10^-5Pa四级。目前在一套装置中能实现真空、温度和压力三方面环境条件的情况是：

一、高真空高温环境:真空可达到10^-4Pa，温度达到2000℃；

二、低真空高压高温环境：真空最高仅达到10^-1Pa，温度达到2000℃，压力可以到达100MPa；

三、高压高温环境：压力可以到达200MPa，温度达到2000℃。

随着的对材料高性能要求的提高，对炉内的真空环境要求更加苛刻，需要在一套装置中在高真空环境下真空度10^-1～10^-5Pa，甚至要达到超高真空度≤10^-5Pa，实现高温高压力工作。现有的烧结炉设备，对高真空、高温、高压力这三种方式空在一套装置中尚无法实现。

发明内容

本发明的目的是解决一套烧结炉装置中都能实现高真空、高温、高压力这三种方式的工作环境，提出一种新的高真空高温高压力的功能材料制备装置。

本发明的高真空高温高压力的功能材料制备装置采用下述技术方案，它包括烧结炉和气路系统，烧结炉为当前已有炉具，所述的气路系统包括抽真空子系统、充气子系统、放气子系统,抽真空子系统包括有真空泵及相应的管路,真空泵与烧结炉之间设置一个密封阀门；所述的充气子系统包括有气源、及相应的管路，在气源与烧结炉之间设置两个密封阀门，两个密封阀门相互串连接，装于气源4与烧结炉1之间；所述的放气子系统也包括有两个密封阀门，两个密封阀门相互串连接，串连接后的密封阀门的阀门开关的气体通道暴露于大气，另一气体通道接于烧结炉腔内；五个密封阀门为结构相同的构件。

本发明的高真空高温高压力的功能材料制备装置的优点是在一套装置中能够实现真空、温度和压力三方面环境条件，炉膛内可达高真空：≤5×10^-4Pa。有利于：

(1)减少了气氛中有害成分(水、氧、氮)等对产品的不良影响；

(2)真空可改善液相对固相的润湿性，有利于收缩和改善合金的组织；

(3)真空有利于排除吸附气体、孔隙中的残留气体以及反应气体产物，对促进材料制备后期的收缩有明显作用；

(4)加温加压有利于增加粉体的活性，提高产品质量和生产效率。

附图说明

图1高真空高温高压力下的功能材料制备装置炉内真空气氛示意图；

图2高真空高温高压力下的功能材料制备装置炉内高压气氛示意图；

图3密封阀门结构示意图。

具体实施方式