1400 gradd Blwch Deallus - Math Sintering Ffwrnais Gwrthiant Arbrofol Integredig

Mae technoleg arloesol y ffwrnais muffl deallus 1700 ° C, a ddyluniwyd ar gyfer gwres tymheredd - uchel gyda silicon - gwiail molybdenwm, yn agor dimensiwn newydd mewn prosesu tymheredd uchel - mewn gwyddoniaeth ddeunyddiau. Mae ei ddyluniad modiwlaidd unigryw yn caniatáu i ddefnyddwyr ffurfweddu hyd y parth gwresogi yn rhydd yn unol â gofynion arbrofol. Mae'r hyblygrwydd hwn yn cynnig manteision sylweddol mewn prosesau sintro cymhleth. Er enghraifft, wrth baratoi deunyddiau graddiant swyddogaethol, mae rheoli tymheredd wedi'i segmentu yn galluogi trin microstrwythurol.

Mae system reoli ddeallus yr offer hwn yn cynnwys mecanwaith amddiffyn diogelwch aml -. Pan fydd tymheredd y ffwrnais yn fwy na throthwy rhagosodedig, mae'r system yn cychwyn ar unwaith ymateb cam tri -: yn gyntaf, gan gau'r prif gyflenwad pŵer yn awtomatig, yna sbarduno dyfais amddiffyn nwy anadweithiol, ac yn olaf, lleihau'r tymheredd yn gyflym trwy system oeri dŵr. Mae'r tair system amddiffyn dimensiwn - yn sicrhau sefydlogrwydd 99.98% yn ystod 72 awr o weithrediad tymheredd parhaus uchel -, sy'n llawer uwch na safon cynhyrchion tebyg.

O ran effeithlonrwydd ynni, mae'r trydydd cynnyrch cenhedlaeth -, sy'n cynnwys dyluniad ffwrnais adlewyrchol newydd, yn cyflawni effeithlonrwydd thermol o 82% trwy effaith synergaidd haenau lluosog o nano - inswleiddio ffibr ceramig a dodrefnu mue rhwng 40% o gymharu â gorchudd traddodiadol, yn cynyddu. Mae data arbrofol yn dangos, wrth sintro cerameg carbid silicon, bod yr amser sy'n ofynnol i gyrraedd y tymheredd gweithredu yn cael ei fyrhau 35%, a bod cost ynni'r uned yn cael ei ostwng 28%.

Yn nodedig, mae ei system rheoli awyrgylch arloesol, sy'n integreiddio mesurydd llif màs a synhwyrydd pwysau rhannol ocsigen, yn galluogi cymysgu deinamig amgylchedd gwactod 10-5 PA a nwyon amddiffynnol amrywiol. Gan ddefnyddio'r nodwedd hon, llwyddodd Sefydliad Ymchwil i gynhyrchu cerameg nitrid silicon hydraidd gyda mandylledd y gellir ei reoli, gan gyflawni gwyriad dosbarthu maint mandwll o fewn ± 3μm.

Mae'r ffwrnais muffl deallus 1700 ° C gyda gwres gwialen molybdenwm silicon - yn ddyfais diwedd - uchel wedi'i haddasu ar gyfer ymchwil deunyddiau tymheredd - uchel, sintro cerameg, a thriniaeth gwres aloi arbenigol. Mae ei ddyluniad yn canolbwyntio ar sefydlogrwydd tymheredd uchel - y silicon - gwiail molybdenwm, ymwrthedd cyrydiad y deunydd ffwrnais, cywirdeb rheoli tymheredd deallus, a diogelwch. Mae'r canlynol yn ddadansoddiad manwl o bedwar safbwynt: elfennau dylunio craidd, paramedrau perfformiad, arloesiadau swyddogaethol, ac atebion wedi'u haddasu:

I. Elfennau Dylunio Craidd

1. Dyluniad gorau posibl y silicon - System Gwresogi Gwialen Molybdenwm

Dewis a Chynllun Cydran:

Defnyddiwch u - siâp neu w - silicon siâp - gwiail molybdenwm (wedi'u gwneud o mosi₂). Mewn awyrgylch ocsideiddio ar 1700 ° C, mae'r ffilm amddiffynnol siO₂ a ffurfiwyd ar yr wyneb yn toddi ac yn adfywio, gan sicrhau bywyd cydran. Nodyn: Mae silicon - gwiail molybdenwm yn agored i ocsidiad tymheredd - isel ar dymheredd rhwng 400 ° C a 700 ° C. Felly, dylid eu cynhesu'n araf o dymheredd isel (≤500 ° C).

Mae cydrannau'n cael eu dosbarthu'n gyfartal ar y ddwy ochr neu ben y ffwrnais, gan ddefnyddio strwythur cynnal crog (fel braced tiwb cerameg) i atal ysbeilio ac anffurfio oherwydd tymereddau uchel. Er enghraifft, ar gyfer ffwrnais sy'n mesur 400 × 400 × 400mm, gellir ffurfweddu 6 - 8 gwiail silicon-molybdenwm, gyda dwysedd pŵer yn cael ei reoli ar 15-20W/cm² i gydbwyso effeithlonrwydd gwresogi a bywyd.

Gwifrau ac Amddiffyn:

Defnyddir terfynellau cerameg tymheredd uchel - a gwifrau copr platiog nicel - ar gyfer cysylltiad. Mae'r blwch terfynell yn cynnwys - wedi'i hadeiladu yn nhaflen inswleiddio nitrid boron, sy'n gallu gwrthsefyll tymereddau hyd at 1800 ° C.

Mae rheolydd cyfredol meddal - yn cychwyn i atal difrod i gydrannau a achosir gan ymchwyddiadau cerrynt dros dro yn ystod y cychwyn, gan ymestyn oes y gwasanaeth.

2. arloesiadau mewn deunyddiau a strwythur ffwrnais

Prif ddeunydd y ffwrnais:

Uchel - purdeb Alumina Hollow Sphere Brick + Strwythur Cyfansawdd Ffibr: Mae'r haen fewnol yn defnyddio briciau sffêr gwag alwmina pur 99.9% (tymheredd - yn gwrthsefyll hyd at 1800 ° C), tra bod yr haen allanol wedi'i gorchuddio â haceniaeth ≤ 5}} ≤ 5} W/m · k). Mae tymheredd allanol wal y ffwrnais yn cael ei gynnal ar ≤ 65 ° C (ar dymheredd yr ystafell).

Technoleg cotio: Mae cotio cyfansawdd alwmina zirconiwm ocsid - (trwch 0.3-0.5 mm) yn cael ei chwistrellu ar wyneb mewnol y ffwrnais, gan gynyddu adlewyrchiad gwres i dros 85%, gan leihau colli gwres ac amddiffyn rhag cyrydiad toddi (fel y mae yn ymweld â cherameg).

Dyluniad selio ffwrnais:

Mae drws y ffwrnais yn defnyddio strwythur selio haen dwbl - - haen fewnol o raff ffibr cerameg 1600 ° C a haen allanol o gylch selio rwber silicon. Mae dyfais clampio niwmatig yn sicrhau aerglawdd ffwrnais o ≤3 pa/h (wedi'i brofi ar dymheredd yr ystafell). Mae'n gydnaws â gwactod (10⁻¹pa) neu atmosfferau anadweithiol (fel N₂, AR).

3. System Rheoli Tymheredd Deallus a Rheoli Data

Cywirdeb Rheoli Tymheredd:

Mesur tymheredd diangen thermocwl deuol (b - math thermocwl + s - math thermocwl), ynghyd â gradd ddiwydiannol - gradd plc 10 modfedd a sgrin gyffwrdd 10 modfedd, yn cyflawni cywirdeb rheoli tymheredd o ± 1 ° C).

Algorithm PID addasol: Mae'r system yn gwneud y gorau o baramedrau cyfrannol, annatod a gwahaniaethol yn awtomatig i leihau gorgyffwrdd tymheredd (ee, ≤5 ° C gorgyflenwi o dymheredd yr ystafell i 1700 ° C).

Rheoli Rhaglen ac olrhain data:

Yn cefnogi 100 o gromliniau rhaglenadwy, sy'n eich galluogi i osod y gyfradd wresogi (1 - 20 ° C/min), dal amser (0-9999 munud), a'r dull oeri (oeri naturiol/oeri aer gorfodol). Er enghraifft, ar gyfer sintro cerameg, gellir gosod rhaglen tri cham: "Tymheredd yr ystafell → 800 ° C (10 ° C/min) → 1700 ° C (5 ° C/min) → Oeri naturiol."

Mae porthladdoedd RS485/USB neilltuedig yn caniatáu cysylltiad â chyfrifiadur ar gyfer monitro o bell, storio data (allforio Excel), ac ymholiad cromlin hanesyddol (capasiti storio ≥ 2 flynedd).

4. Mecanwaith amddiffyn diogelwch gwell

Amddiffyn Craidd:

Triphlyg dros - Amddiffyn tymheredd: Pan fydd tymheredd y ffwrnais yn fwy na'r gwerth gosod 5 ° C, mae'r pŵer gwresogi yn cael ei dorri i ffwrdd ar unwaith a sbardunir larwm clywadwy a gweledol. Ar yr un pryd, mae'r system oeri aer frys (pŵer ffan ≥ 1.5kW) yn cael ei actifadu, gan leihau'r tymheredd i lai na 500 ° C o fewn 10 munud.

Wedi torri - Amddiffyniad cyplu: Os bydd methiant thermocwl, mae'r system yn newid yn awtomatig i'r thermocwl wrth gefn ac yn stopio gwres i atal sych - llosgi.

Amddiffyniad Atodol:

Newid terfyn deuol ar ddrws y ffwrnais: Mae agor y drws yn datgysylltu'r cyflenwad pŵer gwresogi ac yn sbarduno dyfais cloi mecanyddol i atal gweithrediad damweiniol.

Cyd-gloi Diogelwch Nwy: Wrth gyflwyno nwyon llosgadwy fel H₂, rhaid disodli aer y ffwrnais 3-5 gwaith ymlaen llaw. Mae'r cynnwys ocsigen yn cael ei fonitro mewn amser real gan ddefnyddio synhwyrydd ocsigen (cywirdeb ± 0.1%). Ni fydd gwresogi yn ailddechrau nes bod y cynnwys ocsigen yn is na 1%.

II. Paramedrau Perfformiad Allweddol

Categori Paramedr

Manylebau nodweddiadol

Ystod Tymheredd: Tymheredd yr Ystafell i 1700 ° C (tymheredd gweithredu parhaus ≤ 1650 ° C)

Unffurfiaeth tymheredd: ≤ ± 3 ° C (parth gweithredol y ffwrnais, GB/T 10066.1-2021 Prawf Safonol)

Cyfradd Gwresogi: Addasadwy 1-20 ° C/MIN. Cyfradd sintro a argymhellir: Tymheredd yr ystafell i 800 ° C (10 ° C/min), 800-1700 ° C (5 ° C/min)

Dimensiynau'r Ffwrnais: Safon: 150 × 150 × 150mm (3.4L) i 500 × 500 × 600mm (150L), addasu ar gael ar gael

Gofynion Pwer: AC 380V/50Hz (Tri - Cyfnod, Pump - Gwifren), Pwer 15-60KW (yn dibynnu ar faint y ffwrnais)

Cydnawsedd Atmosffer: ocsideiddio (diofyn), anadweithiol (n₂, AR), lleihau'n wan (h₂ ≤ 5%) nwy cymysg, ffrwydrad - mae angen dyluniad prawf)

Dull oeri: Oeri naturiol (≤6 awr i dymheredd yr ystafell) neu oeri aer gorfodol (dewisol, 40% cyfradd oeri cyflymach)

Iii. Arloesi ac addasu swyddogaethol

1. Opsiynau Uwchraddio Deallus

System Gweithredu a Chynnal a Chadw o Bell: Yn cysylltu â'r platfform cwmwl trwy fodiwl 4G, gan alluogi gwirio statws dyfais - o statws dyfais, addasu paramedrau rhaglen o bell, a diagnosis nam a rhybudd cynnar (megis silicon - rhybudd heneiddio gwialen molybdenum molybdenum).

Segment Multi - Rheoli cromlin gydamserol: Yn cefnogi gweithredu sawl rhaglenni annibynnol ar yr un pryd (ee, gosod cromliniau tymheredd gwahanol ar gyfer gwahanol barthau ffwrnais), gan addasu i anghenion sintro deunydd graddiant.

2. Addasu Rheoli Awyrgylch

Modiwl Integredig Gwactod/Atmosffer:

Gwactod: Pwmp gwactod mecanyddol safonol (gwactod yn y pen draw 10⁻¹pa), pwmp moleciwlaidd dewisol ar gyfer gwactod uchel 10⁻³pa.

Rheoli Llif Nwy: Wedi'i gyfarparu â mesurydd llif màs (cywirdeb ± 1% fs), mae'n addasu cyfraddau llif nwyon yn union fel N₂, AR, a H₂ (0-500ml/min).

3. Strwythur ffwrnais wedi'i addasu

Dyluniad Parth Tymheredd Multi -: Er enghraifft, mae'r ffwrnais wedi'i rhannu'n barth cynhesu (800 ° C), parth sintro (1700 ° C), a pharth oeri (500 ° C), gan alluogi cynhyrchu parhaus.

Cyfluniadau rhyngwyneb arbennig: Mae ffenestr arsylwi neilltuedig (wedi'i gwarchod gan wydr cwarts) a phorthladdoedd mewnfa ac allfa sampl (gyda chloeon aer) ar gael i'w cydnawsu â llinellau cynhyrchu awtomataidd.

Iv. Senarios a deunyddiau cymwys

Deunyddiau Cerameg:

Cerameg ocsid: Sintro Densification Al₂o₃ a Zro₂ (mae angen awyrgylch anadweithiol arno i atal ocsidiad).

Cerameg ocsid non -: Sintro tymheredd uchel - SiC o sic a si₃n₄ (mae angen cymysgedd nwy h₂ - n₂ i hyrwyddo'r adwaith).

Deunyddiau Metel:

Aloion tymheredd -: triniaeth datrysiad a chaledu oedran nicel - aloion wedi'u seilio.

Metelau anhydrin: sintro gwactod o gynhyrchion twngsten a molybdenwm (mae angen system gwactod arnynt).

Deunyddiau Cyfansawdd:

Uchel - dwysedd tymheredd cyfansoddion cerameg - (ee, cf/sic).

Poeth - pwyso sintro metel - Cyfansoddion wedi'u seilio (ee, al/sic).

V. Ystyriaethau Dylunio

Gosod Gwialen Silicon Molybdenwm:

Rhaid i ben oer y gydran ymwthio ≥75mm o gragen y ffwrnais i atal tymereddau uchel rhag cael eu trosglwyddo i'r terfynellau.

Defnyddiwch glipiau gwanwyn cerameg i sicrhau'r gwiail silicon molybdenwm i wneud iawn am ehangu thermol ar dymheredd uchel (elongation oddeutu 4%).

Cynnal a Chadw Siambr Ffwrnais:

Archwiliwch gyfanrwydd cotio siambr y ffwrnais yn rheolaidd. Os bydd fflawio yn digwydd, ail-luniwch ef bob 2-3 blynedd.

Wrth sintro deunyddiau sy'n cynnwys - toddi - Pwyntiau pwynt (ee, na₂o, k₂o), gosodwch blât cefn alwmina purdeb uchel - ar lawr y ffwrnais.

Tymor hir - Defnyddiwch argymhellion:

Gwiriwch wrthwynebiad y gwiail silicon molybdenwm bob 1000 awr o weithredu (goddefgarwch ± 10%). Amnewid parau os yw allan o ystod.

Perfformio prawf aerglosrwydd yn flynyddol i sicrhau bod sêl drws y ffwrnais yn cwrdd â'r gofynion.

Vi. Achosion Cais nodweddiadol

Ymchwil y Brifysgol: Defnyddiwyd ffwrnais muffl ffwrnais 300 × 300 × 400mm ar gyfer adran gwyddoniaeth deunyddiau i astudio ymddygiad trawsnewid cyfnod Al₂o₃ - Zro₂ cerameg gyfansawdd Zro₂ ar 1700 ° C. Gan ddefnyddio system rheoli tymheredd deallus i reoli'r gyfradd oeri yn union (1 ° C/min), cynhyrchwyd cerameg nanocrystalline yn llwyddiannus.

Cynhyrchu Menter: Defnyddiodd cwmni cerameg ffwrnais muffl parth tymheredd 500 × 500 × 600mm Multi - i gyflawni sintro parhaus o diwbiau cerameg SiC, gan gynyddu allbwn blynyddol trwy dair gwaith a lleihau'r defnydd o ynni 25%.

Gyda'r dyluniad hwn, gall y silicon 1700 ° C - molybdenum gwialen - uchel ei gynhesu - ffwrnais muffl deallus tymheredd ddiwallu anghenion amrywiol, o Ymchwil a Datblygu labordy i gynhyrchu treialu, wrth sicrhau cywirdeb tymheredd, a diogelwch materol. Gellir addasu atebion penodol i fodloni gofynion prosesau defnyddwyr, megis optimeiddio dosbarthiad llif aer y ffwrnais i wella unffurfiaeth tymheredd neu integreiddio synhwyrydd pwysau i alluogi pwyso isostatig.

Bydd iteriadau'r dyfodol yn canolbwyntio ar gymhwyso dyfnder - algorithmau AI. Defnyddir modelau dysgu peiriant i fwyngloddio data prosesau hanesyddol a gwneud y gorau o gromliniau gwresogi a strategaethau inswleiddio yn awtomatig. Mae profion cychwynnol wedi dangos y gall y dechnoleg hon gynyddu cynnyrch triniaeth wres aloion arbennig 12 pwynt canran, gan nodi oes newydd o benderfyniad ymreolaethol - gan wneud ar gyfer offer tymheredd - uchel deallus.