熱。不同位置和數(shù)量的微波發(fā)射器產(chǎn)生的微波在爐膛內(nèi)部形成不同強(qiáng)度的微波能量場(chǎng)，使?fàn)t膛內(nèi)的物料達(dá)到不同的加熱效果，相應(yīng)的會(huì)在旁邊的微波功率顯示面板上顯示出實(shí)時(shí)的微波輸出功率。需要停止加熱時(shí)，通過(guò)觸控按鈕將微波發(fā)射器關(guān)閉即可；
[0022]4)同時(shí)進(jìn)行電加熱燒結(jié)和微波燒結(jié)時(shí)，則可同時(shí)開(kāi)啟電加熱控制系統(tǒng)和微波控制系統(tǒng)電源。設(shè)置完電加熱裝置后，開(kāi)啟循環(huán)冷卻水裝置，按下“加熱開(kāi)始”按鈕進(jìn)行電加熱，按下微波發(fā)射器觸控按鈕，開(kāi)啟微波發(fā)射器進(jìn)行微波加熱；
[0023]5)如果進(jìn)行真空燒結(jié)，需要按下電加熱控制柜上的“真空開(kāi)始”按鈕，對(duì)爐膛進(jìn)行抽真空，真空度檢測(cè)儀會(huì)顯示出爐膛內(nèi)的實(shí)時(shí)真空度，達(dá)到所需的真空度后，按下“真空停止”按鈕，爐膛則會(huì)處于燒結(jié)所需的真空環(huán)境。加熱過(guò)程中的實(shí)時(shí)溫度會(huì)在電加熱系統(tǒng)控制柜上的溫度記錄儀上顯示，可對(duì)爐內(nèi)溫度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
[0024]本復(fù)合式微波燒結(jié)爐主要用于大尺寸納米陶瓷材料的燒結(jié)。傳統(tǒng)的電加熱技術(shù)產(chǎn)生的熱量是自外向內(nèi)傳導(dǎo)，燒結(jié)大尺寸陶瓷材料時(shí)需要較高的燒結(jié)溫度才能使材料本身達(dá)到所需要的溫度，極大的消耗了能源；同時(shí)容易在材料內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而造成材料的開(kāi)裂。而微波燒結(jié)是通過(guò)材料內(nèi)部分子振動(dòng)產(chǎn)生熱量，使材料達(dá)到加熱效果，這樣可以降低電加熱燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度，而依舊可使材料達(dá)到所需的溫度，極大的降低了能耗；同時(shí)由于微波產(chǎn)生的熱量是在材料整體發(fā)熱后再向外界擴(kuò)散，可以有效的減少材料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力，降低大尺寸陶瓷材料的開(kāi)裂可能性，對(duì)于陶瓷燒結(jié)技術(shù)有著巨大的推進(jìn)作用。
[0025]同時(shí)，該發(fā)明第一次將電加熱燒結(jié)和微波加熱燒結(jié)兩種不同燒結(jié)方式集成在一個(gè)燒結(jié)爐中，打破了傳統(tǒng)陶瓷燒結(jié)爐只存在一種燒結(jié)方式的格局。兩種燒結(jié)方式可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行，極大的豐富了陶瓷燒結(jié)工藝，推動(dòng)材料的研發(fā)過(guò)程。同時(shí)將不同的燒結(jié)方式通過(guò)控制系統(tǒng)集成在控制柜中，只需在控制柜面板上即可對(duì)燒結(jié)爐進(jìn)行操作，同時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，極大的簡(jiǎn)便了設(shè)備的使用流程。
[0026]本發(fā)明復(fù)合式微波燒結(jié)爐的提出，對(duì)整個(gè)燒結(jié)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)有著非常大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的電加熱控制系統(tǒng)控制柜示意圖。
[0028]圖2-1為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的微波控制系統(tǒng)操作界面示意圖。
[0029]圖2-2為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的微波控制系統(tǒng)微波控制面板示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖5為本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐的工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外地，不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅限制至下述具體結(jié)構(gòu)或部件或具體參數(shù)。
[0034]本發(fā)明的復(fù)合式微波燒結(jié)爐，包括電加熱控制系統(tǒng)、微波控制系統(tǒng)和長(zhǎng)方體形加熱爐；其中a)電加熱控制系統(tǒng)，用于控制電加熱過(guò)程的升溫、保溫、降溫以及爐膛內(nèi)的真空度；
[0035]b)微波控制系統(tǒng)，用于操作控制微波發(fā)射器的開(kāi)啟、關(guān)閉，開(kāi)啟數(shù)量以及發(fā)射功率，可根據(jù)不同的要求達(dá)到不同的微波加熱效果；
[0036]c)長(zhǎng)方體形加熱爐，用于對(duì)材料進(jìn)行獨(dú)立的電加熱燒結(jié)、微波燒結(jié)及電加熱與微波復(fù)合燒結(jié)，可在真空環(huán)境下運(yùn)行，采用水循環(huán)進(jìn)行爐體冷卻；
[0037]進(jìn)一步地，電加熱控制系統(tǒng)將電加熱裝置、控溫裝置和真空控制裝置集成在一個(gè)控制柜中，通過(guò)信號(hào)傳輸線與爐體的電加熱、真空控制裝置相連，通過(guò)控制柜操作對(duì)電加熱裝置進(jìn)行設(shè)置，對(duì)長(zhǎng)方體形爐體內(nèi)物料進(jìn)行常壓或真空燒結(jié)；微波控制系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)線與爐體頂部的微波發(fā)射器相連，獨(dú)立于電加熱控制系統(tǒng)之外進(jìn)行操作，通過(guò)控制柜裝置對(duì)微波發(fā)射器進(jìn)行設(shè)置，對(duì)爐內(nèi)物料進(jìn)行微波加熱燒結(jié)；兩系統(tǒng)可單獨(dú)使用，亦可同時(shí)使用，達(dá)到不同的加熱效果。
[0038]在本發(fā)明中，電加熱控制系統(tǒng)包括溫度記錄儀、電加熱裝置控制面板(溫控面板)、加熱控制按鈕、真空控制按鈕、真空度檢測(cè)儀。其中，溫度記錄儀與爐體測(cè)溫裝置相連，負(fù)責(zé)檢測(cè)爐膛內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度；電加熱裝置控制面板(溫控面板)用于設(shè)置燒結(jié)工藝參數(shù)，包括:加熱溫度、升溫速度、保溫時(shí)間、降溫速度，從而控制燒結(jié)爐的電加熱過(guò)程；加熱控制按鈕包括“加熱開(kāi)始”按鈕和“加熱停止”按鈕在溫控面板將燒結(jié)裝置設(shè)置完成后，按下“加熱開(kāi)始”按鈕可使燒結(jié)爐按照設(shè)置好的裝置開(kāi)始加熱，當(dāng)燒結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)異常，如冷卻水停止，裝置設(shè)置錯(cuò)誤等，可按下“加熱停止”按鈕，使燒結(jié)爐不再加熱；真空控制按鈕包括“真空開(kāi)始”按鈕和“真空停止”按鈕，通過(guò)真空泵與爐體連接，可通過(guò)按鈕控制爐內(nèi)真空度；真空度檢測(cè)儀通過(guò)信號(hào)線直接與爐體連接，用于監(jiān)測(cè)爐內(nèi)實(shí)時(shí)真空度。
[0039]進(jìn)一步地，微波控制系統(tǒng)包括:微波發(fā)射器控制面板和微波功率顯示面板，集成在一個(gè)控制柜中。其中，微波發(fā)射器控制面板上顯示有8個(gè)觸控按鈕，與對(duì)爐膛頂部的8個(gè)微波發(fā)射器相對(duì)應(yīng)，通過(guò)對(duì)觸控按鈕的操作可對(duì)每一個(gè)微波發(fā)射器單獨(dú)進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉，從而達(dá)到了控制爐膛內(nèi)微波加熱的目的；控制面板旁邊的功率顯示面板可實(shí)時(shí)顯示微波發(fā)射器開(kāi)啟時(shí)的工作功率。微波控制面板和微波功率顯示面板通過(guò)信號(hào)線與爐頂微波發(fā)射器相連，通過(guò)裝置控制和信號(hào)傳輸對(duì)發(fā)射器進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到微波加熱的目的。
[0040]更近一步地，長(zhǎng)方體形加熱爐包括有效容積達(dá)到90厘米X 70厘米X 70厘米的長(zhǎng)方體形爐膛、爐頂和樣品臺(tái)。爐膛由內(nèi)向外依次為加熱元器件、耐火層、保溫層、防護(hù)層和外部鋼結(jié)構(gòu)組成。其中，加熱元器件為U型硅鉬棒，分為四組安裝在爐膛四面內(nèi)壁。耐火層由高純氧化鋁耐火磚構(gòu)成，此種材料可以承受1800攝氏度的溫度而性質(zhì)不發(fā)生改變，耐火層的外面為保溫層和防護(hù)層，保溫層由高純氧化鋁泡沫磚構(gòu)成，可以最大限度地減少散熱損失。防護(hù)層在保溫層外部，由不銹鋼板組成，用于爐膛的保護(hù)。爐頂分布有8個(gè)尺寸和功率相同的微波發(fā)射器，每個(gè)發(fā)射器端口尺寸為80厘米*40厘米，通過(guò)對(duì)爐膛內(nèi)的微波場(chǎng)分布的模擬和計(jì)算，按一定的位置排布。爐頂中央分布有I個(gè)鉑銠熱電偶和I個(gè)紅外溫度傳感器，熱電偶和紅外溫度傳感器通過(guò)信號(hào)線與電加熱系統(tǒng)控制柜相連，用于監(jiān)測(cè)燒結(jié)過(guò)程中爐膛內(nèi)部和樣品本身的溫度，示數(shù)會(huì)顯示在控制柜上的溫度記錄儀。其中鉑銠熱電偶用于電加熱時(shí)爐膛內(nèi)部溫度的測(cè)定，紅外溫度傳感器發(fā)出的紅外線直接射在樣品臺(tái)上，用于樣品本身的溫度測(cè)定。
[0041]爐膛底部為燒結(jié)爐的物料升降臺(tái)，用于放置燒結(jié)物料，采用液壓控制機(jī)構(gòu)。通過(guò)裝置設(shè)置當(dāng)放置物料的升降臺(tái)與爐膛完全合并后才可進(jìn)行加熱，否者加熱裝置不能運(yùn)行，同時(shí)，為了保護(hù)爐膛，爐體安裝有循環(huán)冷卻水裝置，在爐膛的不銹鋼板外部纏繞循環(huán)水管，通過(guò)水流帶走爐膛向外散發(fā)的熱量，進(jìn)水口設(shè)置有水壓表，用于檢測(cè)進(jìn)水水壓，出水口設(shè)有溫度報(bào)警器，用于防止出水溫度過(guò)高，流出的熱水經(jīng)過(guò)冷卻處理后可繼續(xù)循環(huán)使用，冷卻水出現(xiàn)任何異常，報(bào)警器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)反饋給電加熱控制系統(tǒng)，爐子停止加熱。
[0042]此外，電加熱控制系統(tǒng)用于控制燒結(jié)爐的電加熱裝置，爐膛內(nèi)的真空度，使燒結(jié)爐進(jìn)行常壓燒結(jié)或是真空燒結(jié)；微波控制系統(tǒng)用于控制爐膛的微波加熱裝置；而長(zhǎng)方體形爐膛則起著對(duì)爐內(nèi)物料進(jìn)行電加熱和微波加熱的作用。兩個(gè)系統(tǒng)分別集成在兩個(gè)控制柜中，可單獨(dú)對(duì)燒結(jié)爐進(jìn)行電加熱或者微波加熱，也可同時(shí)將兩個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)啟，對(duì)爐