專利名稱：溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，屬于燒結(jié)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自1995年透明陶瓷激光材料得到激光輸出以來發(fā)展迅速。近年來又有Nd: YAG透 明陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)的報(bào)道，這種材料僅僅是YAG透明陶瓷材料中Nd離子的濃度不同，因此燒 結(jié)溫度一致。和本發(fā)明提出的欲制備的透明陶瓷梯度材料有著較大的差別，本發(fā)明提出的 透明陶瓷梯度材料，在這種材料中，摻雜離子濃度和基體材料組分都有變化。因?yàn)檫@種變化 導(dǎo)致材料的燒結(jié)溫度有差異，所以這種材料的制備具有較高的難度和創(chuàng)新性。這種材料的 制備有待于燒結(jié)設(shè)備的創(chuàng)新。關(guān)于透明陶瓷梯度材料目前國(guó)內(nèi)外還未見報(bào)道。透明陶瓷梯度材料在制備的時(shí)候，原料的燒結(jié)溫度有極大的差異，各種原料的燒 結(jié)特性不同，應(yīng)用單一的燒結(jié)溫度不能得到性能良好的燒結(jié)體。要解決這個(gè)問題，燒結(jié)溫 度較高的部分應(yīng)該在較高的溫度下燒成，同時(shí)燒結(jié)溫度較低的原料應(yīng)該在較低的溫度下燒 成，也就是在預(yù)設(shè)的溫度下實(shí)現(xiàn)燒結(jié)，獲得這種溫度梯度的途徑是制備具有合適燒結(jié)溫度 的區(qū)域燒結(jié)爐。針對(duì)這一要求，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的燒結(jié)爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進(jìn)給速度下，控制爐子溫度程序，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度 的耦合，燒結(jié)制備成透明陶瓷梯度材料。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于主要包括真空系統(tǒng)，用以產(chǎn)生 制備透明陶瓷所需的真空度；氫氣氣體流量控制器，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的氫氣氣 氛；加熱系統(tǒng)，作用是通過PID控制產(chǎn)生所需的溫度；冷卻系統(tǒng)，作用是帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生 的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn)生一定的溫度場(chǎng)；物料進(jìn)給系統(tǒng)，作用是通過控制系統(tǒng)，控制 物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度的耦合；控制系統(tǒng)，作用是控制溫度、物料進(jìn) 給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行。所述的爐子結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。主要包括(1)真空系統(tǒng)，對(duì)爐體進(jìn)行預(yù)抽真空；(2)氫氣氣體流量控制器，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；(3)加熱系統(tǒng)，通過PID控制產(chǎn)生所需的溫度；(4)冷卻系統(tǒng)，帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn)生一定的溫度場(chǎng)；(5)物料進(jìn)給系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)，控制物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié) 溫度的耦合；
(6)控制系統(tǒng)，控制溫度、物料進(jìn)給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行。氫氣進(jìn)氣控制系統(tǒng)以及真空系統(tǒng)控制燒結(jié)過程的氣氛。由擋熱屏、加熱體以及水 冷套組成一個(gè)較小的高溫空間以及符合要求的溫度梯度分布。物料經(jīng)物料進(jìn)給機(jī)構(gòu)按照設(shè) 定的進(jìn)給制度將物料送到并通過高溫空間。加熱體在程序控制器的控制下，按照設(shè)定的溫 度制度對(duì)高溫空間進(jìn)行溫度控制，從而達(dá)到溫控-物料進(jìn)給耦合的目的。


圖1為本發(fā)明的溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐結(jié)構(gòu)示意圖，其中，(1)為氫氣氣 體流量控制器，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；( 加熱系統(tǒng)，通過PID控制產(chǎn)生 所需的溫度；(3)冷卻系統(tǒng)，帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn)生一定的溫度 場(chǎng)；(4)物料進(jìn)給系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)，控制物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度的 耦合；( 控制系統(tǒng)，控制溫度、物料進(jìn)給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的燒結(jié)爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進(jìn)給速度下，控制爐子溫度程序，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度 的耦合，燒結(jié)制備成透明陶瓷梯度材料。實(shí)施例1 本發(fā)明的燒結(jié)爐的作用是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在真空 情況下，在一定物料進(jìn)給速度下，控制爐子溫度程序，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度的耦 合，燒結(jié)制備成透明陶瓷梯度材料。主要包括(1)真空系統(tǒng)，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的真空度；(2)加熱系統(tǒng)，通過PID控制產(chǎn)生所需的溫度；(3)冷卻系統(tǒng)，帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn)生一定的溫度場(chǎng)；(4)物料進(jìn)給系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)，控制物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié) 溫度的耦合；(5)控制系統(tǒng)，控制溫度、物料進(jìn)給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行。爐子結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。實(shí)施例2 本發(fā)明的燒結(jié)爐的功能是將所需粉體按要求成型成一定形狀的梯度材料，在氫氣 氣氛下，在一定物料進(jìn)給速度下，控制爐子溫度程序，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度的耦 合，燒結(jié)制備成透明陶瓷梯度材料。主要包括(1)氫氣氣體流量控制器，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；(2)加熱系統(tǒng)，通過PID控制產(chǎn)生所需的溫度；(3)冷卻系統(tǒng)，帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn)生一定的溫度場(chǎng)；(4)物料進(jìn)給系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)，控制物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié) 溫度的耦合；(5)控制系統(tǒng)，控制溫度、物料進(jìn)給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行。權(quán)利要求
1.一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于，包括(1)真空系統(tǒng)，對(duì)爐體抽真 空；( 氫氣氣體流量控制器，用以產(chǎn)生制備透明陶瓷所需的氫氣氣氛；C3)加熱系統(tǒng)，通過 PID控制產(chǎn)生所需的溫度；(4)冷卻系統(tǒng)，帶走加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的熱量，同時(shí)也可以產(chǎn) 生一定的溫度場(chǎng)；(5)物料進(jìn)給系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)，控制物料進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物 料燒結(jié)溫度的耦合；(6)控制系統(tǒng)，控制溫度、物料進(jìn)給、氣氛在要求的條件下運(yùn)行；在真空 或氫氣氣氛下，在一定物料進(jìn)給速度下，控制爐子溫度程序，實(shí)現(xiàn)爐體溫度-物料燒結(jié)溫度 的華禹合，燒結(jié)ο
2.按權(quán)利要求1所述的一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于所述加熱系 統(tǒng)的材質(zhì)為高溫金屬或硅鉬棒或硅碳棒。
3.按權(quán)利要求2所述的一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于所述高溫金 屬包括鎢、鉬、鉭、高溫不銹鋼。
4.按權(quán)利要求1所述的一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于所述擋熱屏 的材質(zhì)為高溫金屬或高鋁磚或硅磚。
5.按權(quán)利要求4所述的一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于所述高溫金 屬包括鎢、鉬、鉭、高溫不銹鋼。
6.按權(quán)利要求1所述的一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，其特征在于所述物料進(jìn) 給系統(tǒng)為機(jī)械進(jìn)給裝置或氣動(dòng)進(jìn)給裝置等。
全文摘要
一種溫控-物料進(jìn)給耦合區(qū)域燒結(jié)爐，由物料進(jìn)給機(jī)構(gòu)、溫度測(cè)試系統(tǒng)、加熱體、程序控制器、擋熱屏、水冷套、氫氣進(jìn)氣控制系統(tǒng)以及真空系統(tǒng)組成。物料經(jīng)物料進(jìn)給機(jī)構(gòu)按照設(shè)定的進(jìn)給制度將物料送到并通過高溫空間。加熱體在程序控制器的控制下，按照設(shè)定的溫度制度對(duì)高溫空間進(jìn)行溫度控制，從而達(dá)到溫控-物料進(jìn)給耦合的目的。氫氣進(jìn)氣控制系統(tǒng)以及真空系統(tǒng)控制燒結(jié)過程的氣氛。本發(fā)明適合于制備透明陶瓷梯度材料，也可以用于制備其他類別的大長(zhǎng)徑比梯度材料。
文檔編號(hào)F27B5/14GK102052827SQ20091019839
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者馮濤, 施劍林, 蔣丹宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所