真空加熱腔體是一種常用于熱處理、電子元器件烘干、材料結晶等領(lǐng)域的設備。其主要原理是利用高真空(約為10^-1~10^-5Pa)下的復雜相互作用,將樣品置于真空中,并通過(guò)在腔體內通入電流使加熱物體達到熱平衡。以下是詳細原理介紹:
1.真空環(huán)境
內膽必須在高度真空的狀態(tài)下進(jìn)行工作,以消除氣氛對測試結果的影響。為了實(shí)現這個(gè)目標,在真空腔體撤出之前,它必須被洗凈并加熱至300°C以上,然后泵收銀和腔內被檢測物質(zhì)的氣體。排放由輝光效應激發(fā)而產(chǎn)生的氣體或容器本身吸附的氣體;達到熱壓縮狀態(tài),以便樣品絲毫不受氣壓波動(dòng)的干擾。
2.電阻式電加熱
真空熱處理的一大優(yōu)勢是利用電阻式電加熱;為了實(shí)現可靠且均勻的能量輸送,在加熱區域內安裝多個(gè)纖維狀發(fā)射體相對簡(jiǎn)單而可靠。電子束,激光線(xiàn)和薄層沉積等加熱方法因為受限和高昂的原因得不到廣泛應用。
3.真空感應加熱
感應加熱采用了交變電磁場(chǎng)將物質(zhì)加熱,并利用感應淬火實(shí)現材料性能優(yōu)化。在真空條件下,感應加熱可以大大減少加熱的時(shí)間,并且在準確控制加熱功率方面具有明顯的優(yōu)勢。
4.氣冷方式
氣冷技術(shù)是真空熱處理過(guò)程的關(guān)鍵步驟之一,它以選定的合金作為伴侶物;其形成的超硬涂層抑制了樣品材料表面上的翹曲。
5.傳感器與控制系統
為了監視和控制加熱腔體中的各個(gè)參數,例如溫度和壓力,必須在其中安裝1或多個(gè)傳感器組件。這些組件連接到數字/模擬控制臺,通??梢栽谟嬎銠C上存儲結果以便隨時(shí)查看。”
真空加熱腔體在真空加熱過(guò)程中,腔壁與材料之間的熱傳導是關(guān)鍵。材料受到加熱器產(chǎn)生的熱量,通過(guò)腔壁的導熱傳遞到環(huán)境中。由于腔體內部的氣體很少,因此幾乎沒(méi)有熱對流和熱輻射,導致加熱效率特別高。在真空環(huán)境下,材料的熱膨脹系數會(huì )減小,熱傳導系數和熱容量也會(huì )變小,因此達到相同溫度時(shí)所需的熱量會(huì )減少。另外,真空環(huán)境下材料表面的氧化和污染等問(wèn)題也得到了有效的避免。