专利名称：微波炉烧结非吸波材料用盛料装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微波炉烧结非吸波材料的专用盛料装置。
背景技术：
目前微波烧结盛料装置一般为外层器皿，中间填充耐高温隔热材料，内层放置样品烧结，使得整个装置形成一个保温桶。虽然保温效果比较好，但是这种装置升温能力差， 本微波炉烧结非吸波材料专用盛料装置很好的解决了这个不足，在整体结构上保留保温桶形状，外层采用耐高温氧化铝纤维纸和氧化铝纤维棉，中间层为定制氧化铝容器与石墨与二氧化锰吸波发热材料和大坩埚，可以达到1500摄氏度的烧结温度。其升温能力强，能满足较高温度条件下的样品烧结，升温速度快，保温效果好，价格低。
发明内容
本发明提供了一种改装家用微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，该装置升温速度快，保温效果好，价格低。本发明的目的是通过以下措施实现的
一种微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，该装置包括大坩埚5、小坩埚6、坩埚盖，小坩埚6置于大坩埚5内，其特征在于所述大坩埚5外圈及底面向外依次包覆有吸波发热材料层7、氧化铝容器8及氧化铝纤维棉层2，该氧化铝纤维棉层2的外圈还包裹有氧化铝纤维纸层1。
所述吸波发热材料层7由石墨与二氧化锰两种材料，按体积比为1 :1混合制成。将所述大坩埚5、吸波发热材料层7、氧化铝容器8、氧化铝纤维纸层1和氧化铝纤维棉层2各层依次套装固定，在惰性气氛中加热到1200摄氏度，并保温半小时，各层即固结成型为一体。所述氧化铝纤维纸层1的设计厚度为1(T15 mm ；所述氧化铝纤维棉层2的设计厚度为8(Tl00mm ；所述吸波发热材料层7的设计厚度2(T30mm ；所述氧化铝容器8的设计厚度为 40 60 mm。
所述通气孔9在烧结过程中通入惰性气体。所述坩埚盖为氧化铝纤维保温盖。其中氧化铝纤维棉规格为密度128kg/m3、抗拉强度0. 04mpa、重烧线收缩率 0 0· 5% ( 15000C X24hr)，化学成分 Al203+Si02 不少于 99. 2%。氧化铝纤维纸规格密度18(T220kg/m3、重烧线收缩率3% (1500°C X6hr)，有机物
含 <8%ο其中发热材料制备过程为将纯度909Γ99. 85%的石墨粉与纯度80% 85%的二氧化锰粉吸波发热材按体积比石墨二氧化锰=1 1置于大烧杯中，用玻璃棒均勻混合，然后将大坩埚、石墨与二氧化锰吸波发热材料和定制氧化铝容器固定在一起，在惰性气氛中加热到1200摄氏度，并保温半小时，大坩埚、石墨与二氧化锰和定制氧化铝容器即可固定成型。
本发明相比现有技术具有如下优点
本发明设计的盛料装置，其结构简单、成本低、升温能力强，烧结温度高、保温效果好。该装置具有升温速率快，烧结温度高，升温能力强，保温效果好的特点，在常压下经过40分钟可以升到1500摄氏度，在控温系统下可恒温任意长时间。它克服了现有装置只能用于吸波材料的烧结，无法通入气氛，升温速度慢，烧结温度低、保温效果差的缺陷，具有较高的应用价值。该装置所使用的氧化铝纤维等保温材料与传统的硅酸铝纤维保温材料相比，保温效果更好，可承受温度更高，最高可承受1800摄氏度高温。研究表明该装置使用的吸波发热材料与其他吸波发热材料相比升温速率快，升温温度高。试验过程中，使用本发明设计的石墨与二氧化锰混合发热材料制成的盛料装置， 温度16分钟内升到1200摄氏度，40分钟内可以升到1500摄氏度。吸波发热材料的升温曲线如图5所示。其它条件相同，将吸波发热材料层改成等厚度的SiC吸波发热材料层，制成盛料装置，进行测试30分钟到达1200摄氏度。其它条件相同，将吸波发热材料层改成等厚度的石墨三氧化二铬混合发热材料层 (二者体积比ι :1)制成的盛料装置，进行测试，30分钟达到1200摄氏度，且不再升温，吸波发热材料的升温曲线如图4所示。可见本发明选用石墨与二氧化锰制成的吸波发热材料层性能优于其它选用的材料。本发明的盛料装置中各层的设计厚度，如氧化铝纤维纸层1的设计厚度为1(Γ15 mm ；所述氧化铝纤维棉层2的设计厚度为8(Tl00mm ；所述吸波发热材料层7的设计厚度 2(T30mm;所述氧化铝容器8的设计厚度为40_60mm，研究表明，当厚度小于设计厚度时，会减小升温速率，降低升温的最高温度；当厚度大于设计厚度时，使得该装置质量体积增大， 使用不便。采用此种设计厚度既能保证升温速度快，又能保证装置轻便，使用方便。
图1是家用微波炉烧结非吸波材料专用装置的结构示意图。图2是本发明的立体示意图。图3是坩埚盖的立体示意图。图4石墨三氧化二铬吸波发热材料升温曲线。图5本发明石墨二氧化锰吸波发热材料升温曲线。图中1_氧化铝纤维纸层；2-氧化铝纤维棉层；3-通气孔；4-测温孔；5-大坩埚、 6-小坩埚；7-吸波发热材料层；8-氧化铝容器；9-坩埚盖。
具体实施例方式该微波炉烧结非吸波材料专用装置主要包括耐高温纤维纸(设计厚度1(Γ15 mm)、氧化铝纤维棉(设计厚度S(TlOOmm)、定制氧化铝容器(设计厚度50mm)、大坩埚及带孔的大坩埚盖(设计厚度2 3mm)、石墨与二氧化锰吸波发热材料(设计厚度2(T30mm)构成。其中发热材料制备过程为将石墨与二氧化锰吸波发热材按体积比石墨二氧化锰=1 :1均勻混合，将大坩埚、石墨与二氧化锰吸波发热材料和定制氧化铝容器固定在一起，在惰性气氛中加热到1200摄氏度，并保温半小时，大坩埚、石墨与二氧化锰和定制氧化铝容器即可固定成型。大坩埚、石墨与二氧化锰和定制氧化铝容器固定成型后，若直接将样品放在其中烧结，会使得取放样品时不方便，因此如图1中设计将样品放置于内部小坩埚中烧结。这样既能保证烧结时样品的取放方便，同时还能使得样品在烧结气氛中受热均勻。在烧结过程中必须通入惰性气体比如氮气，不但可以使样品的反应环境较好，也可以防止石墨在高温条件下氧化。由于需要通入惰性气体，而且需要测量实时温度，因此如图1中设有通气孔和测温孔。这要求在家用微波炉上开启相应的孔。 由图1可见，烧结材料时，将样品放入小坩埚6中，外面依次是大坩埚及带孔的坩埚盖5、石墨与二氧化锰吸波发热材料7，与定制的氧化铝容器8、氧化铝纤维棉层2、耐高温氧化铝纤维纸层1，将整个烧结体整理好后可成为一个封闭圆柱体，然后将该家用微波炉烧结非吸波材料专用装置放入微波炉中，使用通气孔3通入惰性气体，测温孔4中可以使用热电偶(热电偶外层有定制铬管)或者用红外测温仪，即可完成烧结。
权利要求
1.一种微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，该装置包括大坩埚、小坩埚、坩埚盖，小坩埚置于大坩埚内，其特征在于所述大坩埚外圈及底面向外依次包覆有吸波发热材料层、氧化铝容器及氧化铝纤维棉层，该氧化铝纤维棉层的外圈还包裹有氧化铝纤维纸层。
2.根据权利要求1所述的微波炉烧结非吸波材料的专用盛料装置，其特征在于所述吸波发热材料层7由石墨与二氧化锰两种材料，按体积比为1 :1混合制成。
3.根据权利要求1所述的微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，其特征在于将所述大坩埚5、吸波发热材料层7、氧化铝容器8、氧化铝纤维纸层1和氧化铝纤维棉层2各层依次套装固定，在惰性气氛中加热到1200摄氏度，并保温半小时，各层即固结成型为一体。
4.根据权利要求1所述的微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，其特征在于所述氧化铝纤维纸层1的设计厚度为1(T15 mm ；所述氧化铝纤维棉层2的设计厚度为8(Tl00mm ；所述吸波发热材料层7的设计厚度2(T30mm ；所述氧化铝容器8的设计厚度为40飞0 mm。
5 根据权利要求1所述的微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，其特征在于所述通气孔9在烧结过程中通入惰性气体。
6.根据权利要求1所述的微波炉烧结非吸波材料用盛料装置，其特征在于所述坩埚盖为氧化铝纤维保温盖。
全文摘要
本发明提供了一种微波炉烧结非吸波材料的专用盛料装置。该装置主要包括耐高温氧化铝纤维纸、氧化铝纤维棉、定制氧化铝容器、大坩埚及带孔的坩埚盖、小坩埚、石墨与二氧化锰吸波发热材料等构成，其中大坩埚、石墨与二氧化锰吸波发热材料、定制氧化铝容器固定在一起。该改装家用微波炉烧结非吸波材料专用装置克服了现有装置升温能力差，只能用于吸波材料的烧结，无法通入气氛的缺陷，具有升温速率快、烧结温度可以达到1500摄氏度、保温效果好、成本低的优点。
文档编号F27B14/10GK102261840SQ20111015867
公开日2011年11月30日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者宋丹, 杜亚军, 沈国柱, 程国生, 陈烨 申请人:南京信息工程大学