[发明专利]一种微波烧结用辅热保温装置

说明书

本发明属于微波烧结领域，具体涉及一种微波烧结用辅热保温装置。装置由外到内依次包括：多晶莫来石高温纤维棉层，莫来石纤维箱和氮化硼坩埚；坩埚和莫来石纤维箱之间填充纤维棉，莫来石纤维箱外层包裹有多晶莫来石高温纤维棉层，莫来石纤维箱上盖板中心设有测温孔；氮化硼坩埚包括坩埚主体和坩埚盖，坩埚主体内部有氮化硼圆环，在氮化硼圆环与氮化硼坩埚间隙与氮化硼圆环内部填充氮化硅粉末，烧结试样置于氮化硼圆环中心，置入氮化硅粉末中埋粉烧结；坩埚盖中心设有倒漏斗型通孔。本装置基于装置内不同材料的吸波与透波性能，在微波烧结中能起到优秀的保温与辅热作用；且坩埚盖的漏斗形测温孔，有利于隔热并排出样品烧结过程中挥发的胶。

技术领域

本发明属于微波烧结领域，具体涉及一种微波烧结用辅热保温装置。

背景技术

微波烧结是20世纪70年代引入一种烧结方法，利用微波能对被烧结材料进行整体加热是其最大特点，由于是整体加热，材料受热均匀、温度梯度小，这样烧成的材料性质均匀，晶粒细小，致密性好。另外，微波烧结还具有高效、节能、环保等特点，可以实现传统烧结方法无法实现的结构和性能。然而部分材料(如陶瓷材料)的烧结温度较高，低温下吸波性能较差，因此保温辅热装置的设计成为了目前限制微波烧结技术应用的重要因素之一。不合理的保温装置设计会导致热量散失较快，引起较大的温度变化，会降低烧结材料的力学性能，甚至造成烧结材料的变形、开裂等缺陷。同时，由于微波烧结属于无压烧结，烧结材料在预成型过程中会加入胶提升素坯强度。在烧结过程中，胶会随着温度的升高而挥发，高温下胶会融化保温棉，损坏保温装置。

当前公开的关于陶瓷材料微波烧结用保温装置常见的是在莫来石纤维箱体中填充一些其他的保温材料，如在专利申请公布号为CN 103868354A的发明专利中公布的保温装置，该装置采用保温砖与保温棉相间排列的方式填充莫来石保温箱腔体，其承受烧结温度可达到1800℃，温度分布均匀且成本低，然而保温砖在高温下会吸收微波能，大量保温砖的使用造成了较大的能量损耗，影响烧结材料的正常升温。专利申请发布号为CN105091604A的发明专利中公开的保温装置减少了保温砖的使用，采用耐高温氧化铝纤维棉代替了部分保温砖，其承受温度可达2000℃，保温效果优异。然而该装置中坩埚与底部保温砖间的区域均以保温棉填充，烧结过程中坩埚周围温度较高，在几次使用后，坩埚局部高温会使周围保温棉软化，造成坩埚塌陷，影响烧结过程，且需将所有保温棉更换后才能再次使用，其更换成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温且利于排胶的微波烧结用辅热保温装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种微波烧结用辅热保温装置，所述装置由外到内依次包括：多晶莫来石高温纤维棉层，莫来石纤维箱和氮化硼坩埚；

所述氮化硼坩埚位于莫来石纤维箱的中心，氮化硼坩埚和莫来石纤维箱之间填充多晶莫来石高温纤维棉，所述莫来石纤维箱外层包裹有多晶莫来石高温纤维棉层，所述莫来石纤维箱上盖板中心位置设有测温孔；

所述氮化硼坩埚包括坩埚主体和坩埚盖，所述坩埚主体内部设有氮化硼圆环，在氮化硼圆环与坩埚主体、氮化硼圆环内部填充氮化硅粉末，烧结试样置于氮化硼圆环中心，置入氮化硅粉末中埋粉烧结；

所述坩埚盖中心设有倒漏斗型通孔，所述倒漏斗型通孔上部的内径与测温孔的内径相同且中轴线重合，倒漏斗型通孔的上表面与莫来石纤维箱上盖板的下表面接触。

进一步的，所述氮化硼圆环的内径和倒漏斗型通孔下部的内径相同，且氮化硼圆环的中轴线与倒漏斗型通孔的中轴线重合，所述氮化硼圆环的高度与氮化硼坩埚的内高相等。

进一步的，所述倒漏斗型通孔的尺寸为：倒漏斗型通孔的上圆内径为20-30mm，下圆内径为上圆内径的1.5-2倍，倒漏斗型通孔(14)的高度为25-35mm。

进一步的，所述坩埚盖的盖沿下表面设有环形的阶梯槽，阶梯槽的宽度与坩埚主体的壁厚相同。

进一步的，所述氮化硅粉末高度与坩埚主体的高度持平。