專利名稱：全碳分子電弧合成爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶煉技術(shù)，特別是一種全碳分子電弧合成爐。
1984年羅爾芬等(Rohlfing)以激光蒸發(fā)石墨，觀察到碳可以形成原子簇Cu＋，n從1、2……至數(shù)百，《化學物理》81卷1984年第33 22頁。1985年克魯多等(Kroto)等確定Cn中C60具有穩(wěn)定性，《自然》318卷(1985年)162頁。近兩年來，對C60的研究一直是物理、化學界最活躍的課題。C60的許多奇特性質(zhì)引起了科學家們的極大關(guān)注，但C60的獲得是很困難的，制備工藝要求嚴格，一般實驗室用激光蒸發(fā)法只能得到毫克量級的樣品，1992年克拉斯沫等(Kructschmer)在《化學物理快訊》170卷(1990)第1671頁，報道了電弧法生成C60可獲得常量(以克計)的C60。但具體專門用來生成C60及Cn分子的設(shè)備至今尚未研制成功。
本實用新型的目的在于為了解決C60或全碳分子的生產(chǎn)設(shè)備，而提供的一種電弧合成爐。
本實用新型提供的全碳分子電弧合成爐是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。它由爐體、電極、真空裝置、框架、陰極架、底座、陰極調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。爐體包括設(shè)有冷卻水出口、入口、觀察窗口的爐罩和爐底盤組成。爐罩下部開口端與爐底盤密封連接。陰極架設(shè)在固定套上并貫穿爐底盤、底托盤伸入爐體內(nèi)，真空泵通過穿過爐底盤、底托盤的真空管道與爐體內(nèi)貫通。爐底盤通過底托盤設(shè)在底座上?？蚣茉O(shè)在底托盤上，并通過設(shè)在框架上部的螺旋頂柱與爐罩頂部相接觸。
本實用新型的目的還可以通過以下措施實現(xiàn)。電極是由陽極，即本方案中的坩蝸和陰極組成。真空裝置是指真空泵通過真空管道、氣體壓力表、充氣閥、高真空碟閥與爐體罩內(nèi)部連通而構(gòu)成，爐底盤呈圓盤形雙層結(jié)構(gòu)，中部設(shè)有坩蝸。陰極架由外部設(shè)有絕緣漆的導(dǎo)電銅管以及設(shè)在導(dǎo)電銅管的外部套管組成，導(dǎo)電銅管與外套管之間設(shè)有絕緣介質(zhì)，導(dǎo)電銅管內(nèi)設(shè)有冷卻水管。陰極調(diào)節(jié)機構(gòu)，由調(diào)節(jié)旋鈕、螺紋輪、螺紋輪盒以及設(shè)有螺紋的外套管組成，并通過陰極架固定套與底托盤連接。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1為本實用新型提供的全碳分子電弧合成爐的外形圖。
圖2為本實用新型提供的全碳分子電弧合成爐的結(jié)構(gòu)剖面圖。
參照
圖1、2可以看出，具有鐘形雙層結(jié)構(gòu)的爐罩3上設(shè)有觀察窗口17，進水口2出水口16，爐罩可用銅材或鋼材制成，它與爐底盤4用O型密封圈22密封連接，爐底盤為圓形夾層結(jié)構(gòu)，為銅材制成，夾層可通冷卻水，圓盤中部是起陽極作用的坩堝32，爐底盤通過底托盤5支撐在底座10上，在爐底盤的圓形盤處設(shè)有陽極接線柱15及冷卻水出入口31，真空泵(圖中未畫出)通過真空管道14及其上設(shè)置的充氣閥12、高真空碟閥13，真空氣壓表11與爐體內(nèi)連通。對爐體內(nèi)抽真空或充氣?？蚣?8設(shè)在爐底盤上，框架上部設(shè)一螺旋頂柱1，其頭部與爐罩頂部接觸，通過螺旋可以壓緊罩體與圓盤的密接。陰極導(dǎo)電銅管19外涂有絕緣漆，導(dǎo)電銅管外部套以外套管21，中間設(shè)有絕緣介質(zhì)20，并通過外套管設(shè)在爐底盤上，在導(dǎo)電銅管上端設(shè)有電極夾子34，夾子上設(shè)有陰極33。陰極調(diào)節(jié)機構(gòu)由螺紋輪25及螺紋輪盒26、調(diào)節(jié)旋鈕6，外套管21上的螺紋與螺紋輪嚙合構(gòu)成。螺紋盒通過陰極架固定套30連接在底托盤5上，在導(dǎo)電銅管中部設(shè)有陰極冷卻水管9，在導(dǎo)電銅管下端設(shè)有冷卻水出口8，陰極接線柱7，螺紋盒兩端及固定套兩端分別設(shè)有O形密封圈，23、24、27、28、29。
工作時，打開爐罩將欲煉樣品放入坩堝中，將陰極安裝好，生產(chǎn)C60時坩堝中放入石墨塊，陰極用下端尖狀的石墨棒，將爐罩扣在爐底盤上，上面用螺旋頂柱壓緊，下面用螺絲擰緊密封，打開高真空碟閥并開真空泵，抽真空，此時充氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，真空度達到要求后，關(guān)閉高真空碟閥，將要充入爐內(nèi)的氣體經(jīng)入充氣閥放入爐內(nèi)，接通陰、陽電源，調(diào)節(jié)陰陽極間距離，以形成電弧最佳距離，打開冷卻循環(huán)水進水口、出水口，即可進行冶煉。
本實用新型提供的全碳分子電弧合成爐，具有以下優(yōu)點和效果。
1.目前尚無專門制備全碳分子包括C60的設(shè)備，本實用新型是用于專門生產(chǎn)全碳分子的設(shè)備。產(chǎn)品收取方便、產(chǎn)量高。
2.可以承受較高爐內(nèi)氣壓，因而氣壓條件變化范圍大，便于選擇最佳生產(chǎn)條件，一般電弧爐不能承受爐內(nèi)高壓，因而不利生產(chǎn)條件選擇。
3.本實用新型備有電極調(diào)節(jié)裝置，電弧電流可控制調(diào)整，穩(wěn)定制備工藝，不但可以生產(chǎn)全碳分子，也可以用來煉制對煉制工藝要求較嚴格的一些合金材料。
權(quán)利要求1.一種全碳分子電弧合成爐，其特征在于它由爐體、電極、真空裝置、框架、陰極架、陰極調(diào)節(jié)機構(gòu)組成，爐體包括設(shè)有冷卻水出口、入口、觀察窗口的爐罩和爐底盤組成，爐罩下部開口端與爐底盤密封連接，陰極架設(shè)在固定套上并貫穿爐底盤、底托盤伸入爐體內(nèi)，真空泵通過穿過爐底盤，底托盤的真空管道與爐體內(nèi)貫通，爐底盤通過底托盤設(shè)在底座上，框架設(shè)在底托盤上，并通過設(shè)在框架上部的螺旋頂柱與爐罩頂部相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧合成爐，其特征在于電極由陰極和陽極組成，陰極通過陰極夾設(shè)在陰極架上，陽極即為爐底盤中部坩堝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電弧合成爐，其特征在于所說的爐底盤為銅材或鋼材制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧合成爐，其特征在于所說的陰極架調(diào)節(jié)機構(gòu)由調(diào)節(jié)旋鈕、螺紋輪、螺紋輪盒、設(shè)有螺紋的外套管組成，螺紋輪設(shè)在螺紋盒內(nèi)，與外套管上的螺紋嚙合，并通過陰極架固定套與底托盤連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電弧合成爐，其特征在于所說的陰極架包括外涂有絕緣漆的導(dǎo)電銅管，在導(dǎo)電銅管外設(shè)有外套管，導(dǎo)電銅管與外套管間設(shè)有絕緣介質(zhì)，導(dǎo)電銅管內(nèi)設(shè)有冷卻水管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧合成爐，其特征在于所說的陰極固定套、螺紋輪盒的兩端面分別設(shè)有O型密封圈。
專利摘要本實用新型公開了一種全碳分子電弧合成爐。它由爐體、電極、真空裝置、框架、底座組成。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、具有電弧電流可穩(wěn)定調(diào)節(jié)、爐內(nèi)承受高壓、生產(chǎn)條件可選擇范圍大、產(chǎn)品收取方便等特點、也可在嚴格穩(wěn)定的工藝條件下用電弧法煉制合金材料?？捎糜诤铣纱罅咳挤肿影–
文檔編號C01B31/00GK2159543SQ93227929
公開日1994年3月23日 申請日期1993年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月20日
發(fā)明者鮮于澤, 胡全利, 高明 申請人:東北工學院