幾種加熱方式簡介

石墨爐(graphiteheater)石墨爐又稱電加熱石墨爐。是一個(gè)石墨電阻加熱器，是用無焰原子化器的一種。石墨爐的核心部件是一個(gè)石墨管，試樣用微量進(jìn)樣孔注入石墨管內(nèi)，經(jīng)管兩頭的電極向石墨管供電，最高溫度可達(dá)3000C,試樣在石墨管中原子化。一、原理：是將樣品用進(jìn)樣器定量注入到石墨管中，并以石墨管作為電阻發(fā)燒體，通電后迅速升溫，使試樣達(dá)到原子化的目的。它由加熱電源、愛惜氣操縱系統(tǒng)和石墨管狀爐組成。外電源加于石墨管兩頭，供給原子化器能量，電流通過石墨管產(chǎn)生高達(dá)3000c的溫度，使置于石墨管中被測(cè)元素變成基態(tài)原子蒸氣。二、適用范圍三、優(yōu)勢(shì)：一、培竭材料來源豐碩，價(jià)錢廉價(jià)，易于加工成各類形狀，生長設(shè)備較簡單，成立起來比較容易，二、更要緊的是它適用于某些生長大尺寸高熔點(diǎn)晶體的生長工藝，如垂直梯度結(jié)晶法，熱互換法等。這是感應(yīng)加熱難以取代的。（與感應(yīng)加熱相較較）3、結(jié)構(gòu)簡單一次投資少、升溫速度快，工作溫度高，占地面積小維修方便。4、由于原子化效率高，石墨爐法的相對(duì)靈敏度可達(dá)10-9-10-12g/ml,最適合痕量分析。四、缺點(diǎn)：一、石墨的污染：用石墨電阻加熱，石墨的污染有兩個(gè)方面，一個(gè)是它所造成的還原性氣氛，使某些氧化物晶體在這種氣氛下生長時(shí)，由于缺氧而形成氧缺位產(chǎn)生色心，另一個(gè)是它本身的揮發(fā)對(duì)熔體、地竭或愛惜材料的侵蝕。石墨作為一種雜質(zhì)進(jìn)入熔體中，在晶體生長時(shí)被捕捉而形成散射顆粒。在梯度法生長工藝中，由于培竭口用鋁片蓋住，石墨對(duì)熔體的污染要少，再加上晶體是從培竭底部潮汕在熔體下面由下而上生長，沒有機(jī)械震動(dòng)和熔體猛烈流動(dòng)的干擾，溫度波動(dòng)對(duì)它的阻礙也較小。能夠在相對(duì)穩(wěn)固的狀態(tài)下生長，從而取得沒有散射顆粒的高質(zhì)量的晶體。關(guān)于生長熔質(zhì)分凝系數(shù)K<1的晶體，可通過調(diào)劑發(fā)燒體結(jié)構(gòu)使其具有線性的溫度梯度,并以極為緩慢的降溫速度，克服組分過冷的問題。石墨對(duì)培竭和保溫材料的污染，在靜態(tài)溫梯法（垂直梯度凝固法）生長工藝中更顯得突出。二、生長氣氛：在石墨加熱生長晶體的工藝中，發(fā)燒體本身和培竭和保溫材料（鴇鑰）都很容易氧化，必需在真空中或在惰性氣體的愛惜下利用。事實(shí)上在高溫和必然的電壓下，惰性氣體會(huì)電離。電離活化的氣體會(huì)與熔體或鴇鋁材料起反映而污染熔體，使長出的晶體中產(chǎn)生包裹物，也能夠使培竭或保溫罩和發(fā)燒體之間打火。輕者將引發(fā)溫度波動(dòng)，重那么工藝元件被擊穿。3、水汽的阻礙H2O和C在高溫下也會(huì)起反映而侵蝕發(fā)燒體。因此水汽對(duì)石墨加熱工藝來講危害性超級(jí)大，它要緊來源于發(fā)燒體，原料或爐壁上吸附的水分，在加熱時(shí)釋放出來。因此，要充分干燥。4、與感應(yīng)爐相較與感應(yīng)加熱法相較，它是還原性氣氛，用于生長某些氧化物品而會(huì)產(chǎn)生氧缺位而形成色心，某此試劑在還原性氣氛中易于揮發(fā)，因此不適宜用此方式。石墨的污染和愛惜氣氛的電離也給這些工世方式帶來一些問題。某些晶體需要在還原性氣氛下生長，這就顯示出這一工藝方式的優(yōu)勢(shì)。感應(yīng)爐(感應(yīng)爐(inductionheater一、原理感應(yīng)加熱爐是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變成中頻（300HZ以上至1000HZ）的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變成可調(diào)劑的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生專門大的渦流。這種渦流一樣具有中頻電流的一些性質(zhì)，即，金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動(dòng)要產(chǎn)生熱量。高頻的高頻大電流流向被繞制成環(huán)狀或其它形狀的加熱線圈（一般是用紫銅管制作）。由此在線圈內(nèi)產(chǎn)生極性剎時(shí)轉(zhuǎn)變的強(qiáng)磁束，將金屬等被加熱物體放置在線圈內(nèi)，磁束就會(huì)貫通整個(gè)被加熱物體，在被加熱物體的內(nèi)部與加熱電流相反的方向，便會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的專門大渦電流。由于被加熱物體內(nèi)存在著電阻，因此會(huì)產(chǎn)生很多的焦耳熱，使物體自身的溫度迅速上升。達(dá)到對(duì)所有金屬材料加熱的目的。二、應(yīng)用范圍感應(yīng)加熱多數(shù)用于工業(yè)金屬零件、金屬熔煉、棒料透熱、刀具焊接等多個(gè)領(lǐng)域，是使工件內(nèi)部產(chǎn)生必然的感應(yīng)電流，形成渦流，迅速加熱零件表面，達(dá)到表面迅速加熱，乃至透熱融化的成效真空感應(yīng)爐是冶煉鍥基高溫合金和物種合金材料的重要設(shè)備，在航空，航天,軍工，核電，能源，化工等領(lǐng)域的材料生產(chǎn)中起著重要作用。這些材料大部份都必需通過真空感應(yīng)第一次冶煉，澆注成電極，然后再通過電渣爐或真空電孤爐重熔成錠子，再鍛軋成材。SnI主要用途黑色、有色金屬及其合金的熔煉和保溫區(qū)熔和懸浮熔煉提純材料型材壓力加工前的加熱管材生產(chǎn)的感應(yīng)焊接機(jī)械制造黑色和有色金屬零件的鑄造和精密鑄造金屬的熔煉機(jī)器零件的淬火，回火，退火和正火等處理加熱壓力加熱前的透熱，如精鍛、熱軋等釬焊對(duì)焊硬質(zhì)合金的熔焊化學(xué)熱處理感應(yīng)加熱金屬涂層的烘干熱裝配輕工合成纖維生產(chǎn)中的間接加熱化工化學(xué)反應(yīng)罐等容器和管路的加熱電子電子管生產(chǎn)中的真空處理時(shí)加熱三、優(yōu)勢(shì)一、加熱速度快：由于中頻感應(yīng)加熱的原理為電磁感應(yīng)，其熱量在工件內(nèi)自身產(chǎn)生，一般工人用中頻電爐上班后十分鐘即可進(jìn)行鍛造任務(wù)的持續(xù)工作，不需燒爐專業(yè)工人提早進(jìn)行燒爐和封爐工作。二、氧化脫炭少，節(jié)省材料與鍛模本錢：由于該加熱方式升溫速度快，因此氧化極少，中頻加熱鍛件的氧化燒損僅為％,煤氣爐加熱的氧化燒損為2%,燃煤爐達(dá)到3%,中頻加熱工藝節(jié)材，每噸鍛件和燒煤爐相較至少節(jié)約鋼材原材料20-50千克。3、感應(yīng)加熱具有熱效率高，無污染，無明火的特點(diǎn)4、加熱均勻，芯表溫差極小，溫控精度高：感應(yīng)加熱其熱量在工件內(nèi)自身產(chǎn)生因此加熱均勻，芯表溫差極小。應(yīng)用溫控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的精準(zhǔn)操縱提高產(chǎn)品質(zhì)量和合格率。感應(yīng)加熱爐具有體積小，重量輕、效率高、熱加工質(zhì)量優(yōu)及有利環(huán)境等優(yōu)勢(shì)正迅速淘汰燃煤爐、燃?xì)鉅t、燃油爐及一股電阻爐，是新一代的金屬加熱設(shè)備。四、缺點(diǎn)一、設(shè)備復(fù)雜，價(jià)錢昂貴，投資大二、維修不方便，冶煉費(fèi)用高，本錢比較高3、冶煉進(jìn)程中培竭耐火材料污染樣品4、生產(chǎn)批量小，查驗(yàn)工作量較大。五、分類依照利用電源的頻率不同，它又可分為工頻，中頻和高頻感應(yīng)加熱設(shè)備。一、工頻感應(yīng)加熱設(shè)備：感應(yīng)器的電源頻率與電網(wǎng)的交流電頻率一樣，均為50HZ；加熱深度可達(dá)10mmz上，其特點(diǎn)是可直接從工業(yè)電網(wǎng)吸取能量。優(yōu)勢(shì)：設(shè)備簡單，造價(jià)低廉缺點(diǎn)：功率因數(shù)低，需要大容量電容器補(bǔ)償。二、中頻感應(yīng)加熱設(shè)備：它也有一套將50HZ電能變成中頻(500~8000Hz電能的裝置，加熱深度在5mm^右缺點(diǎn)：也存在功率因數(shù)太低的缺點(diǎn)3、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備：它也有一套將50HZ電能變成高頻(70~1000KHZ電能的裝置，(一樣為電子管式高頻振蕩器)加熱深度一樣在3mmz下。目前，在機(jī)械工業(yè)和其它工業(yè)部門中，高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的應(yīng)用是比較普遍的，它有以下一些優(yōu)勢(shì)(1)熱效率高，加熱速度快(2)加熱進(jìn)程穩(wěn)固，質(zhì)量均勻，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)并向自動(dòng)化方向進(jìn)展，提高生產(chǎn)效率(3)由于加熱速度極高，幸免了工件表面的氧化，脫碳等現(xiàn)象，因此工件質(zhì)量優(yōu)良(4)不僅能夠用于工件的表面熱處置，而且還能夠用于必然尺寸范圍內(nèi)工件的穿透加熱與化學(xué)處置(5)設(shè)備緊湊，占地面積小，操作利用方便。高頻感應(yīng)加熱也有不足的地方，造價(jià)高，要求專業(yè)化程度高的淬火機(jī)床，對(duì)不同尺寸，形狀的工件要求有相應(yīng)的感應(yīng)器，操作利用和保護(hù)比一樣加熱裝置要復(fù)雜得多，因此，要求操作人員有較高的技術(shù)水平。4、超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備它的工作原理與高頻感應(yīng)加熱設(shè)備相同，只只是，超音頻振蕩器的頻率比高頻振蕩器的要低，頻率范圍一樣在30~60KHz要緊特點(diǎn)：(1)由于高頻感應(yīng)加熱設(shè)備與超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備容易通過閘刀開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此容易實(shí)現(xiàn)“一機(jī)雙頻”。進(jìn)行多種熱處置時(shí)，超級(jí)有利，即擴(kuò)大了功能，又節(jié)省了投資。(2)應(yīng)用超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備解決了大量重要零件長期存在的質(zhì)量問題，幸免了高頻及中頻淬火不均勻之缺點(diǎn)。(3)由于采納單回路振蕩器，因此輸出效率高，較之三回路高頻振蕩器來講結(jié)構(gòu)簡單，利用維修方便(4)由于振蕩頻率低，可取得比高頻深的加熱深度，一樣軸類可達(dá)3?5mm微波爐(microwaveheater)一、原理微波的概念：彳波是頻率在300MH-300GHZ的電磁波(波長100cm~1mm)是分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波的統(tǒng)稱。微波比一樣的無線電波頻率高，通常也稱為超高頻電磁波一樣在能加工領(lǐng)域中，所處置的材料大多是介質(zhì)材料，而介質(zhì)材料通常都不同程度地吸收微波能，介質(zhì)材料與微波電磁場彼此耦合，會(huì)形成各類功率耗散從而達(dá)到能量轉(zhuǎn)化的目的。能量轉(zhuǎn)化的方式有許多種，如離子傳導(dǎo)、偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)、界面極化、磁滯、壓電現(xiàn)象、電致伸縮、核磁共振、鐵磁共振等。其中離子傳導(dǎo)及偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)是微波加熱的要緊原理。微波加熱是一種依托物體吸收微波能將其轉(zhuǎn)換成熱能，使自身整體同時(shí)升溫的加熱方式而完全區(qū)別于其他常規(guī)加熱方式。二、應(yīng)用范圍由于微波加熱技術(shù)具有許多常規(guī)加熱技術(shù)所不具有的優(yōu)勢(shì)，國外從20世紀(jì)60年代起就將微波加熱技術(shù)應(yīng)用于許多行業(yè).我國從20世紀(jì)70年代開始研究并應(yīng)用微波加熱技術(shù)，目前它已被普遍應(yīng)用于紡織與印染、造紙與印刷、煙草、藥物和藥材、木材、皮革、陶瓷、煤炭、橡膠、化纖、化工產(chǎn)品、醫(yī)療等行業(yè).其應(yīng)用要緊反映在微波加熱與解凍，微波改性，微波干燥，微波滅菌與殺蟲等方面.三、優(yōu)勢(shì)加熱速度快，微波加熱是使被加熱物本身成為發(fā)燒體，稱之為內(nèi)部加熱方式，不需要熱傳導(dǎo)的進(jìn)程，內(nèi)外同時(shí)加熱，因此能在短時(shí)刻內(nèi)達(dá)到加熱