[发明专利]一种减小动态保护性气体对热处理过程温度控制影响的装置及方法

说明书

本发明公开了一种减小动态保护性气体对热处理过程温度控制影响的装置及方法，包括：去除室，其内部设置有匀气环和加热单元；样品盘单元，其设置在去除室的内部，包括：样品架，其上设置有隔热座，隔热座上放置有多孔样品盘；多层金属恒温罩，其嵌套在隔热座上，多层金属恒温罩完全罩住多孔样品盘；每一层多层金属恒温罩的侧面均开设有通气孔；多孔样品盘的两端分别设置有精密测温探头A和精密测温探头B，精密测温探头A和精密测温探头B伸入至多层金属恒温罩中；去除室分别连接有真空系统、进气系统和排气系统，进气系统与匀气环相连。本发明极大的减小了保护性气体的动态流动对热处理样品测温的影响，极大的提高了工艺的可控度和可重复性。

技术领域

本发明属于精密温控热处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种减小动态保护性气体对热处理过程温度控制影响的装置及方法。

背景技术

精密控温热处理过程在科研和生产方面有较为广泛的应用，在很多场合精密控温热处理过程需要预抽真空并全程通入保护性载气(如高纯氮气或氩气)，以减小氧气或其他杂质气体对热处理过程的影响。例如芯轴去除技术是制备空心微球的常用方法，以制备空心GDP(辉光放电等离子体聚合物)微球为例，它主要有三个步骤，首先制备空心PAMS(聚-α-甲基苯乙烯)微球，作为可通过热处理完全降解的芯轴材料，然后利用等离子体气相沉积技术在PAMS微球表面制备GDP均匀涂层，最后通过热处理降解掉内层PAMS球壳后得到空心GDP靶丸。

微球芯轴去除过程就是芯轴微球材料PAMS在高温时热降解转变成小分子的PAMS单体气体，小分子的PAMS单体气体通过热扩张的GDP球壳扩散到球壳外部，芯轴去除技术制备空心GDP微球过程参见图6。整个热处理过程中需要全程通入动态保护性载气(通常采用高纯氮气或氩气)，使降解后的气体能及时被流动的保护性载气带出。降解室的气流实际上是处于动态的变化之中。整个微球芯轴去除过程需要多段升温，升温程序、最终降解温度和平衡时间等工艺参数决定了降解后微球几何参数、透光性及表面质量以及降解能否完全等技术指标。

现有技术芯轴去除技术制备空心微球热处理工艺过程中，通入保护性气体后，由于处理室气流的变化，气氛的温度也会随着处理室气压的变化而变化，同时也对降解室温度的均匀性产生很大的影响，由于测温探头和实际样品上存在位置差异，因而样品上的实际降解温度与探头的测量温度也会出现较大的偏差。这样在通入动态保护性气体后，会造成精密控温热处理过程的温度测量的准确性和可控性变差。造成微球热处理后，工艺过程无法很精准的确保微球几何参数、透光性及表面质量的等重要技术指标，使工艺工程的可控性和重复性出现明显短板。本发明给出一种减小动态保护性气体对热处理过程温度控制的影响的装置及方法，解决了精密控温热处理过程中由于通入保护性载气后温度测量的准确性和可控性问题，极大的提高了精密控温热处理过程的工艺水平。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种减小动态保护性气体对热处理过程温度控制的装置，包括：

去除室，其内部设置有匀气环，所述去除室的内壁面均匀设置有加热单元；

样品盘单元，其设置在所述去除室的内部，所述样品盘单元的结构包括：

样品架，其上设置有隔热座，所述隔热座上放置有多孔样品盘；

多层金属恒温罩，其嵌套在所述隔热座上，且所述多层金属恒温罩完全罩住多孔样品盘；所述多层金属恒温罩为多层结构，且多层金属恒温罩每层的侧面均开设有通气孔；

所述多孔样品盘的两端分别设置有精密测温探头A和精密测温探头B，所述精密测温探头A和精密测温探头B伸入至多层金属恒温罩中；

所述去除室分别连接有真空系统、进气系统和排气系统，所述进气系统与匀气环，所述匀气环底部均匀设置有多个通气小孔。

优选的是，其中，所述去除室的结构包括：