[发明专利]一种脉冲加压烧结炉

说明书

本发明公开了一种脉冲加压烧结炉，包括烧结炉和脉冲加压装置，脉冲加压装置包括脉冲发生器、脉冲转换器、伺服阀、伺服油缸、力传感器、传感信号变送器，脉冲发生器连接脉冲转换器，伺服油缸开口处连接伺服阀，力传感器连接传感信号变送器，脉冲转换器、伺服阀和传感信号变送器均受烧结控制器连接，烧结炉包括炉体，炉体为圆筒型，炉体内中间位置设有模具，模具内部为烧结区，本发明的优点在于本发明由于采用脉冲电流发生器对待烧结材料进行等离子脉冲电流烧结，并利用伺服阀控制伺服油缸使上下压杆对冲加压，使压力成闭环控制，自动调节上下压杆的压力，能降低待烧结材料所需的烧结温度和烧结时间。

技术领域

本发明涉及烧结压制设备领域，尤其涉及一种脉冲加压烧结炉。

背景技术

烧结是陶瓷等无机材料制备工艺的核心环节。在烧结过程中材料形成独有的晶型结构、颗粒尺寸、形貌以及位错、缺陷等物理和化学特征，从而使材料具备特有的性能。传统烧结炉的加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度，热量从外向内传递，烧结时间长，也很难得到细晶。脉冲烧结是近些年的新型烧结方法，该技术的主要特 点是对电极通入直流脉冲电流，瞬时产生放电等离子体，有效利用脉冲电流和颗粒自身发热产生的表面活化作用，实现材料的超快速致密化烧结，大大缩短了烧结时间，降低烧结温度，但是脉冲电流具有强烈的方向性和极性，导致烧结后的材料沿电流电场方向会出现性 能分布不均匀，影响材料的使用。研究表明目前的烧结设备所提供的压力均为恒定压力，恒定压力作用下颗粒难以滑移重排、气孔难以排出，在烧结过程中颗粒间易产生“硬团聚”，容易导致微观结构的不均匀现象，因此制约了烧结体致密化的程度和力学性能的提高，而且，烧结过程中粉体收缩、材料致密化的情况无法及时掌握，从而制约了高性能材料的烧结。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种脉冲加压烧结炉。

一种脉冲加压烧结炉，包括烧结炉和脉冲加压装置，脉冲加压装置包括脉冲发生器、脉冲转换器、伺服阀、伺服油缸、力传感器、传感信号变送器，脉冲发生器连接脉冲转换器，伺服油缸开口处连接伺服阀，力传感器连接传感信号变送器，脉冲转换器、伺服阀和传感信号变送器均受烧结控制器连接，烧结炉包括炉体，炉体为圆筒型，炉体内中间位置设有模具，模具内部为烧结区，烧结区下部为下压头及下压头固定座，下压头固定座下部连有下加压杆，烧结区的上部设有上压头，上压头连有上加压杆，模具外侧环绕设置有若干发热体，伺服油缸连接上加压杆和下加压杆，力传感器设置于上压头和下压头末端。

优选地，下加压杆和上加压杆分别连有伺服阀、伺服油缸，两者的加压频率相位差为180度。

优选地，上压头和下压头上设有位移检测装置。

优选地，烧结炉的内壁上设有双层水冷结构，双层水冷结构为双层的螺旋形水管。

优选地，模具外层设有保温层，保温层选用石墨碳毡。

优选地，烧结炉的侧壁上，在烧结区水平位置处设有观测窗，观测窗为石英玻璃，观测窗的外设有CCD电器耦合器相机。

优选地，烧结区设有测温装置，测温装置为光纤式双色红外测温仪，直接测量烧结区内部温度。

优选地，述烧结炉内部侧面设有超温保护热电偶。

优选地，发热体为等静压筒状石墨或者钼丝。