[实用新型]高温真空烧结炉的炉衬结构

说明书

技术领域

本实用新型属于高温烧结炉技术领域，具体涉及一种高温真空烧结炉的炉衬结构。

背景技术

上面提及的高温真空烧结炉是在“工欲其善必先利其器”的背景下诞生的，以属于类金刚石氮化物范畴的氮化铝（ALN）基片为例，由于其具有并非限于以下诸方面的长处：热导率高，约为20W/m·k，接近BeO和SiC，并且是Al₂O₃的五倍以上；热膨胀系数小，在4.5×10^-6℃，与Si（3.5～4×10^-6℃）以及GaAs（6×10^-6℃）相当；电性能特性优异，具体而言，介电常数、介质损耗、体电阻率和介电强度十分优异；机械性能理想，抗折强度高于Al₂O₃和BeO陶瓷；纯度高、光传播持性好和无毒；等等，因而受到人们的器重。但是，由于氮化铝的烧结温度较高，约在2000℃左右，因而不论是炉体结构还是加热装置以及与炉体相关的辅助设施均具有严苛的要求，也就是说常规的高温烧结炉无法胜任对氮化铝或类似材料的高温烧结。

在公开的中国专利文献中可见诸关于高温真空烧结炉的技术信息，如发明专利申请公布号CN102331175A（高温真空烧结炉）、CN1352375A（电阻加热式超高温真空烧结炉）、CN104776714A（高温真空烧结炉用红外测温装置及高温真空烧结炉）、CN104792151A（采用液压升降装置的高温真空烧结炉）和CN104236314A（一种用于氮化铝烧结的高温烧结炉加热系统），等等。

并非限于上面例举的专利申请方案均未提及作为核心部件的炉衬结构，然而如业界所知，炉衬结构的合理与否直接关系到烧结温度的均匀，进而关系到对产品的烧结质量。对此，本申请人作了积极的探索与反复的设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了保密措施下经实验证明是切实可行的。

发明内容

本实用新型的任务在于提供一种有助于显著改善对炉管腔内的产品的烧结温度的均匀性而藉以保障对产品的烧结质量的高温真空烧结炉的炉衬结构。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种高温真空烧结炉的炉衬结构，包括一炉壳，该炉壳具有一炉壳冷却机构、并且在炉壳上配接有炉管抽真空接口、炉筒抽真空接口、保护气体管接口和电极接口，在炉壳的长度方向的左端端口和右端端口的部位各扩设有一炉壳法兰边，并且在对应于该炉壳法兰边的部位配设有一炉壳端盖；一炉管，该炉管设置在所述炉壳内，并且位于炉壳的中心位置，在该炉管的炉管腔内以并行于炉管腔的长度方向并且位于炉管腔的底部设置有一炉床，所述炉管抽真空接口与所述炉管的炉管腔相通；一保护气体引入机构，该保护气体引入机构设置在所述炉管腔内，并且在对应于所述保护气体管接口的位置伸展到炉壳外与保护气体供给源管路连接；一炉管加热机构，该炉管加热机构设置在所述炉管外，并且在对应于所述电极接口的位置伸展到炉壳外与馈电机构电气连接，所述的炉衬结构包括：一炉筒，该炉筒以套置于所述炉管外的状态并且同时以并行于所述炉壳的长度方向的状态设置在炉壳的炉壳腔内，并且该炉筒的炉筒外壁与炉壳的炉壳腔壁之间保持有空间，藉由该空间构成为炉壳腔通风道，所述炉筒抽真空接口与该炉壳腔通风道相通，在炉筒的长度方向的左端端口和右端端口的部位各嵌置有一炉筒门盖圈，该炉筒门盖圈与所述的炉壳法兰边平齐；一炉筒内套，该炉筒内套设置在炉筒的炉筒腔内并且与炉筒腔的腔壁贴触；所述炉管的外壁与所述炉筒内套之间保持有空间，藉由该空间构成为炉管加热机构腔，所述炉管加热机构设置在该炉管加热机构腔内；所述的炉筒由一组炉筒节段组成，相邻炉筒节段之间彼此嵌配，并且在对应于所述炉筒门盖圈的中央区域的位置配设有用于对炉筒的炉筒腔封闭的炉筒门盖，所述的一组炉筒节段和炉筒门盖均由石墨制成；所述的炉筒内套为碳纤维衬套；所述的炉管由石墨碳纤维制成；所述炉筒门盖圈的内壁构成为锥形面，并且在炉筒门盖圈朝向所述炉筒的一侧构成有一炉筒嵌腔，而在炉筒门盖背对炉筒的一侧的边缘部位并且围绕炉筒门盖圈的圆周方向开设有一石墨环嵌槽，在该石墨环嵌槽内嵌设有一石墨环，所述的炉筒门盖的圆周面与所述锥形面相配合。

在本实用新型的一个具体的实施例中，在所述的炉壳上设置有与所述炉管的炉管腔相通的压力检测器安装接口、温度测定器安装接口、热电偶安装接口和红外线探测器安装接口，并且在炉壳上还设置有与所述炉管加热机构腔相通的加热机构腔温度检测器安装接口；所述的一组炉筒节段中的各两相邻的炉筒节段通过互为补偿的节段嵌槽相互嵌配。