一种高温炉热电偶的安装结构的制作方法

本实用新型涉及到一种高温炉热电偶的安装结构，具体的说，是一种用于在1600℃以上高温下烧制六方氮化硼的高温感应炉测温的热电偶的安装结构。

背景技术：

高结晶性的六方氮化硼的制备，需要将制备温度提升到1600℃以上；工业上采用使用石墨坩埚作为发热体的高温感应炉，在常压下进行制备，这种类型的感应炉通常采用红外测温仪进行测温，安装在高温炉上端。但氮化硼的制备过程中，硼源和氮源反应会产生氨气、水蒸气、氰化氢等腐蚀性有害气体，以及单氰胺、氧化硼等沉积物和挥发分，对上端的红外测温仪的测温镜片造成有害影响，包括沉积物、腐蚀麻点等，影响测温仪准确度。同时，红外测温仪价格昂贵，探头与机箱通信使用的光纤比较脆弱，在高温炉需要移动时容易损坏。因此，本实用新型采用热电偶进行测温：在六方氮化硼的制备条件下，高温炉内部是中性到还原性气氛，装有刚玉保护套管的铂铑热电偶可以在1600℃下稳定使用，钨铼热电偶可以稳定工作在1800℃。

由于制备氮化硼的高温炉工作在1600℃及以上，同时还会在反应过程中放出大量氨、单氰胺等气体以及水蒸气，因此高温炉没有外壳，这使得热电偶难以以常规方式(如螺纹、法兰等)固定。而且，高温炉坩埚材质为石墨，在常压下工作会不可避免会受到氧化生成co等含碳气体，而无论是铂铑热电偶还是钨铼热电偶在高温下都会和含碳气体反应生成碳化物，导致热电偶测温失准乃至损坏。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提出了一种高温炉热电偶的安装结构，可以稳固地将热电偶固定在制备氮化硼的高温炉上，并且能够保护热电偶，减缓被含碳气体侵蚀的速度。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高温炉热电偶的安装结构，包括带刚玉保护套管2的热电偶、石墨外套筒5、石墨内套筒7、填料夹层6、耐火砖压盖10、支撑架8、热电偶支撑柱12，热电偶插头11；所述热电偶穿过高温炉的保温填料层4，由石墨坩埚盖3上预留的测温孔深入坩埚内一段距离，但不接触坩埚内物料；

所述石墨内套筒7位于坩埚盖3上的测温孔上方，测温孔与石墨内套筒7底面形状的凹陷相一致，石墨内套筒7嵌合于凹陷之上，石墨内套筒7内径和热电偶刚玉保护套管的外径一致，热电偶由石墨内套筒7中穿过；所述石墨外套筒5套在石墨内套筒7外部，穿过石墨坩埚盖3上方的保温填料层4；石墨内套筒7与石墨外套筒5的间隙间设有填料夹层6；

所述耐火砖压盖10罩住两层石墨套筒，中间有令热电偶的刚玉保护管穿过的孔，耐火砖压盖10盖住两层石墨套筒；耐火砖压盖10和刚玉保护套管2用耐热粘接剂粘结，耐火砖压盖10与热电偶保护管9之间用支撑架8连接，为压盖提供定位，并且和套筒一起支撑热电偶的重量。

所述热电偶向高温炉外侧延伸的部分使用热电偶支撑柱12支撑在感应炉线圈保护层14上。

所述支撑柱12可以活动，方便拆卸。

热电偶接线连接热电偶插头11，可以快速拆装。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以将热电偶稳定安装在烧制六方氮化硼的高温炉上，可以在这种高温炉上使用相对廉价的热电偶代替昂贵的红外测温仪。热电偶接线端不固定，有利于升温时热电偶材料受热产生应力的传导，同时热电偶接线端容易拆卸，可以在高温炉开盖出料时方便热电偶的拆装。热电偶采用带夹层的套筒穿过高温炉保温层，可以减少炉体生成的co等含碳气体对热电偶的侵蚀，延长热电偶的寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于在1600℃以上烧制六方氮化硼的高温感应炉测温的热电偶的安装结构，包括带刚玉保护套管2的热电偶、石墨外套筒5、石墨内套筒7、填料夹层6、耐火砖压盖10、支撑架8、热电偶支撑柱12，热电偶插头11；

坩埚壁1，热电偶保护套9，热电偶穿过高温炉的保温填料层4，由石墨坩埚盖3上预留的测温孔深入坩埚内一小段距离，但不接触坩埚内物料，以防止物料在烧制过程中可能的膨胀变形使高温下的刚玉保护管受力弯曲，难以在冷却之后拆卸。

热电偶保护管9，所述石墨内套筒7位于坩埚盖3上的测温孔上方，测温孔预先加工出适合于石墨内套筒7底面形状的凹陷，石墨内套筒7嵌合于凹陷之上，石墨内套筒7内径和热电偶刚玉保护套管的外径一致，热电偶由石墨内套筒7中穿过。所述石墨外套筒5套在石墨内套筒7外部，穿过石墨坩埚盖3上方的保温填料层4。两层套筒之间的间隙用与高温炉所用的保温材料同样的材料填充，形成填料夹层，减缓石墨内套筒的氧化。

所述耐火砖压盖10罩住两层石墨套筒，中间有令热电偶的刚玉保护管穿过的孔；耐火砖压盖10盖住两层石墨套筒以减缓和热电偶直接接触的含碳气体的量；耐火砖压盖10和刚玉保护套管2用耐热粘接剂粘结，防止高温下含碳气体由石墨内套筒与热电偶刚玉保护管的缝隙渗入；耐火砖压盖10与热电偶保护管10之间用支撑架8连接，为压盖提供定位，并且和套筒一起支撑热电偶的重量。

所述热电偶向高温炉外侧延伸的部分使用热电偶支撑柱12支撑在感应炉线圈保护层14上，图1中13为感应线圈，防止热电偶的刚玉保护管高温下受到热电偶自身重量导致的扭力产生变形，所述支撑柱12可以活动，方便拆卸；热电偶接线连接热电偶插头11，可以快速拆装。

热电偶安装时，在石墨坩埚盖埋入保温填料层4之前，将石墨内套筒7嵌于测温口上方，将石墨外套筒5套在石墨内套筒7上，在间隙填满保温材料。将预先定位并粘接好耐火砖压盖10的热电偶的测温端插入测温口，使压盖完全盖住外套筒，接线端放置于已经固定在感应炉线圈保温层的支撑柱12上。连接好热电偶插头和插座，在石墨坩埚盖3上覆盖好保温填料层4，即完成安装。

高温炉完成烧结后，拔掉热电偶插头，即可将高温炉移动到冷却区。待坩埚冷却后，首先移除石墨坩埚盖3上的保温填料层，再将热电偶撤出并拆下热电偶接线端的支撑柱12，之后依次移除石墨外套筒，填料夹层，内套筒，完成热电偶的拆卸。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。