一种卧式还原气氛真空退火炉的制作方法

文档序号:14778185发布日期:2018-06-26 08:21阅读:332来源:国知局

本发明涉真空设备领域,尤其涉及的是一种卧式还原气氛真空退火炉。



背景技术:

气氛真空退火炉系列设备主要适用于碳纳米管的研制、晶体硅基板镀膜、纳米ZnO的可控生长、陶瓷电容器(MLCC)的气氛烧结、金属材料的扩散焊等CVD工艺。目前,传统的气氛真空退火炉为单温区设计,很难实现温度梯度的控制,满足不了CVD工艺的要求;在炉管选择上,以往选择高铝管,其氧化铝含量低、耐温性能差,容易在高温情况下发生炉管开裂、断裂现象,导致工艺实验不能正常进行,同时,由于炉管两端和中间没有支撑,也会造成高温情况下的炉管变形弯曲甚至断裂;另外,真空系统、气氛系统采用传统的机械泵和浮子流量计控制,缺点是系统真空度较低、气体流量控制精度较差,很难达到高、精、尖CVD工艺实验的指标要求,使用户不能正常使用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种卧式还原气氛真空退火炉,克服上述传统气氛真空退火炉很难实现温度梯度的控制,炉管开裂、变形弯曲甚至断裂现象,真空系统、气氛系统真空度较低、气体流量控制精度较差,很难达到高、精、尖CVD工艺实验的指标要求等缺陷。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种卧式还原气氛真空退火炉,包括机架、炉体、炉门、炉胆、绝热保温炉衬、加热元件、真空系统、气氛系统、控制系统、安全装置和散热装置,其中:炉体安装在机架上,炉门与炉体连接,炉胆置于炉体内部,绝热保温炉衬安装在炉胆内部,加热元件在绝热保温炉衬的两侧面布置安装,真空系统和气氛系统安装在机架下部,控制系统安装机架后部,安全装置和散热装置安装在炉体上部。

作为优选方案,所述炉体内部两侧面安装导轨槽,炉胆与导轨槽之间滑动配合连接,这样炉胆能够在导轨槽上自由滑动;炉体下部焊接在鞍座上,且炉体与机架固定连接为一体。

作为优选方案,转臂一端通过调心装置与炉门连接,转臂另一端通过转轴与炉体连接,这样炉门能够绕转轴转动,进行开启和关闭;调心装置安装在炉门外侧中心位置上,用于多向调节炉门位置。

作为优选方案,所述炉胆设置在炉体内部,炉胆两侧安装有滚轮,这些滚轮与导轨槽之间滑动配合连接,使得滚轮能够在导轨槽上自由滑动,炉胆安装有内炉门,在将内炉门关闭后形成封闭的加热空间。

作为优选方案,安装在炉胆内部的绝热保温炉衬是由多层耐火材料组成。

作为优选方案,所述控制系统用于实时测量物料烧结时的温度和压力,并能根据物料烧结工艺进行气氛充注和置换,自动开启和关闭加热。

作为优选方案,所述安全装置安装在炉体上部,在炉体内部超压或气体爆炸时工作,能保护设备安全。

作为优选方案,所述散热装置安装在炉体上部,用于降低炉体的表面温度。

作为优选方案,所述炉胆采用高低温区设计,高温区采用U型硅钼棒加热,硅钼棒两侧布置,低温区采用FEC陶瓷纤维加热器加热,圆周式布置,高低温区设计有隔板结构;在炉胆内的耐材全部选用陶瓷纤维轻质材料施压咬口拼装而成,由内到外依次是耐火层、保温层和隔热层,分别选用莫来石纤维、高铝纤维和硅酸铝纤维;在炉胆内的高纯刚玉炉管可以自由进出炉胆,高纯刚玉炉管两端固定有带水冷的不锈钢法兰,不锈钢法兰可拆卸式,硅胶圈密封,两端不锈钢法兰分别接真空系统和气氛系统。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明结构新颖、操作方便、适应性强,其中:本发明中炉胆采用高、低温区设计,可以有效实现温度梯度;轻质纤维材料热导率较低、比重小,能有效降低设备正常使用过程中的电耗;真空系统和气氛系统采用真空机组和质量流量计控制,使得真空度较高、气体流量控制精度较好,达到高、精、尖CVD工艺实验的指标要求。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图;

图2为本发明另一角度立体结构示意图;

图中标注:机架(1),炉体(2),导轨槽(201),鞍座(202),炉门(3),转臂(301),转轴(302),调心装置(303),炉胆(4),滚轮(401),内炉门(402),绝热保温炉衬(5),加热元件(6),真空系统(7),气氛系统(8),控制系统(9),安全装置(10),散热装置(11)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-2本发明提供一种技术方案:一种卧式还原气氛真空退火炉,包括机架1、炉体2、炉门3、炉胆4、绝热保温炉衬5、加热元件6、真空系统7、气氛系统8、控制系统9、安全装置10和散热装置11,其中:炉体2安装在机架1上,炉门3与炉体2连接,炉胆4置于炉体2内部,绝热保温炉衬5安装在炉胆4内部,加热元件6在绝热保温炉衬5的两侧面布置安装,真空系统7和气氛系统8安装在机架1下部,控制系统9安装机架1后部,安全装置10和散热装置11安装在炉体2上部。所述炉体2内部两侧面安装导轨槽201,炉胆4与导轨槽201之间滑动配合连接,这样炉胆4能够在导轨槽201上自由滑动;炉体2下部焊接在鞍座202上,且炉体2与机架1固定连接为一体。转臂301一端通过调心装置303与炉门3连接,转臂301另一端通过转轴302与炉体2连接,这样炉门3能够绕转轴302转动,进行开启和关闭;调心装置303安装在炉门3外侧中心位置上,用于多向调节炉门3位置。所述炉胆4设置在炉体2内部,炉胆4两侧安装有滚轮401,这些滚轮401与导轨槽201之间滑动配合连接,使得滚轮401能够在导轨槽201上自由滑动,炉胆4安装有内炉门402,在将内炉门402关闭后形成封闭的加热空间。安装在炉胆4内部的绝热保温炉衬5是由多层耐火材料组成。所述控制系统9用于实时测量物料烧结时的温度和压力,并能根据物料烧结工艺进行气氛充注和置换,自动开启和关闭加热。所述安全装置10安装在炉体2上部,在炉体2内部超压或气体爆炸时工作,能保护设备安全。所述散热装置11安装在炉体2上部,用于降低炉体2的表面温度。

其中:所述炉胆4采用高低温区设计,高温区采用U型硅钼棒加热,硅钼棒两侧布置,低温区采用FEC陶瓷纤维加热器加热,圆周式布置,高低温区设计有隔板结构;在炉胆4内的耐材全部选用陶瓷纤维轻质材料施压咬口拼装而成,由内到外依次是耐火层、保温层和隔热层,分别选用莫来石纤维、高铝纤维和硅酸铝纤维;在炉胆4内的高纯刚玉炉管可以自由进出炉胆4,高纯刚玉炉管两端固定有带水冷的不锈钢法兰,不锈钢法兰可拆卸式,硅胶圈密封,两端不锈钢法兰分别接真空系统和气氛系统。

本发明结构新颖、操作方便、适应性强,其中:本发明中炉胆采用高、低温区设计,可以有效实现温度梯度;轻质纤维材料热导率较低、比重小,能有效降低设备正常使用过程中的电耗;真空系统和气氛系统采用真空机组和质量流量计控制,使得真空度较高、气体流量控制精度较好,达到高、精、尖CVD工艺实验的指标要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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