【正文】 要重視爐體壁厚的設計，它必須具有很高的強度和足夠的剛度，根據(jù)參考資料和 材料的強度條件，爐壁的厚度設計為 10mm。在爐體中部對稱位置設有氮氣出氣口、觀察室以 及溫度傳感器裝置。爐蓋和爐底的動密封裝置的固定中心線與爐體的法蘭必須垂 直，以保證上、下頂桿運動的直線度。 圖 32 燒結(jié)爐爐體立體結(jié)構(gòu)圖 (1) 進氣管；(2) 觀測孔；(3) 出氣管； (4)爐耳；(5) 出水管；（6)溫度傳感器；（7）進氣管 爐蓋的結(jié)構(gòu)尺寸設計 對熱壓燒結(jié)爐而言，爐蓋要承受高溫的烘烤，因此爐蓋也需采用采用雙層水 冷結(jié)構(gòu)形式，中間通冷卻水，爐蓋的冷卻水管同樣采用下進上出結(jié)構(gòu)來滿足冷卻 的要求，以達到最佳的效果。 圖 33 燒結(jié)爐爐蓋立體結(jié)構(gòu)圖 (1) 進水管 (2) 出水管 （3）吊耳 （4）爐耳 引入電極的結(jié)構(gòu)尺寸設計 水冷引入電極也是真空燒結(jié)爐的重要部件之一，它主要由中心導體、上絕緣 體、下絕緣體、上密封圈、下密封圈組成。 水冷電極采用空心厚壁銅管作導電極，空心銅管內(nèi)通冷卻水來冷卻，電極與爐體 之間的絕緣用聚四氟乙烯材料，它有良好的耐熱及絕緣性，熱塑性、耐高溫、耐 烘烤的性，空中的滲透率和放氣性都極小，作用溫度可達 500℃，可用于超高真 空系統(tǒng)。發(fā)熱體托盤由石棉所做，具有定位、保溫和絕緣的作用。 圖34 引入電極立體結(jié)構(gòu)圖 （1） 進水管；（2）出水管；（3）水管接頭；（4）引入電極。此真 空熱壓燒結(jié)爐使用的主要是多層石棉隔熱屏保溫，發(fā)熱體則選用高純石墨材料。 發(fā)熱體材料的選擇 發(fā)熱元件能產(chǎn)生 1600 ℃以上的溫度，目前常用的材料一般為鉬、鎢和石墨 材料等。隨著爐內(nèi)溫度的升高，爐內(nèi)各種組件如發(fā)熱體、保溫材料、模具、被制備的原材料等有一個去氣和蒸發(fā)的過程，真空度的下降同時也會影響發(fā)熱元件的壽命。 石墨能耐高溫，熱膨脹小，電阻溫度系數(shù)小，價格低廉，機械強度在2500℃ 以下隨溫度的上升而提高。可作 發(fā)熱體的石墨形態(tài)有石墨板、炭布和其它異型如管狀等。 發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)設計 發(fā)熱體和電源由發(fā)熱體、托盤、引入電極、干式變壓器、可控硅電壓調(diào)節(jié)器 組成。在發(fā)熱電源功率一定的情況下，爐子的溫度取決于發(fā)熱元件的幾 何形狀和尺寸。的六片形狀，六片的周向間隙為6mm， 其中下三片與三個電極用螺紋連接起來，這樣就構(gòu)成了三個電極的 Y 形接法。其具有結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，爐子升溫快，爐 溫均勻性好等優(yōu)點。石墨在 高溫下易被空氣、水和二氧化碳氧化。石墨氧 化的溫度及反應速度在各種情況下是不同的，如果把24小時內(nèi)損失原來重量1% 的溫度定為氧化開始溫度，則石墨的氧化開始溫度如下：在空氣中420～460℃； 在CO2 中約900℃；在水蒸氣中約700℃。 ②電極短路或受擠壓斷裂 燒結(jié)爐采用石墨作為加熱元件，安裝時要求電極組件之間接觸良好，上下方 向保持水平，電極螺母端在安裝窗口周邊要預留膨脹隙。熱壓燒結(jié)爐爐體、電極托板變形后，通常造成電極 螺母端的膨脹間隙預留不足，通電升溫后電極螺母端受安裝窗口周邊爐墻不同程 度的擠壓，電極會很快裂斷。發(fā)熱體以 及發(fā)熱體接頭的連接螺紋加工粗劣或公差配合不符合標準，均會造成電極與接頭 連接過松或過緊，過松會出現(xiàn)接觸不良拉弧燒壞電極和接頭，過緊則容易在裝配 時損壞螺紋。 另外，水冷電極缺水供應時，由于電極連接熱量得不到及時的散發(fā)，會引起 電極與發(fā)熱體之間接觸不良，燒壞電極，嚴重時出現(xiàn)拉弧燒損電極和發(fā)熱體。 水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計 熱壓燒結(jié)爐的爐溫很高，如果沒有冷卻設備，爐子將會無法正常工作，所以 爐子冷卻系統(tǒng)的設計也是爐子的重點。 爐體的冷卻結(jié)構(gòu)是首選解決的關鍵，爐體作為整個爐子的外殼，起到支撐和 保護的作用，不承受外力，爐體分為內(nèi)殼和外殼，在中間通入冷卻水，再結(jié)合各 種加工方法，選用了普通碳素結(jié)構(gòu)鋼焊接而成。 引入電極和發(fā)熱體直接連接，承受發(fā)熱體傳來的溫度，所以冷卻也很重要， 由于引入電極采用黃銅制成，而黃銅質(zhì)軟且不易加工。 抽真空回路的結(jié)構(gòu)設計 抽真空系統(tǒng)由真空閥門、擴散泵、旋片式機械真空泵、管路及真空測量儀表 構(gòu)成。該系統(tǒng)是在爐體的漏 率達到最低極限時，能保證爐子正常工作的關鍵。該爐中選擇的旋片式真空泵抽氣速率10L/s，極限真空度5；擴散泵抽氣速率850L/s，極限真空度 7 Pa。 密封結(jié)構(gòu)的改進 下頂桿動密封結(jié)構(gòu)的改進設計下頂桿和下石墨壓頭是在高溫區(qū)有載運動的零件，承受高壓和高溫。因此它必須具有良好的冷卻性和動密 封性能。為保證極低的漏氣率，要提高加工精度和選用適宜的密 封材料。密封圈的幾何形狀 ，這是根據(jù)爐子在正負壓狀態(tài)設計的。 圖36 下壓頭動密封結(jié)構(gòu)示意圖 燒結(jié)爐實現(xiàn)高真空度的措施 極限真空度和最大漏率極限是真空設備的兩項重要指標，也是該路正常運行 的重要條件。L/s） ∑Qi — 除 Qz 以外的總放氣率（PaL/s） 影響最大漏率的因素有爐體的制造精度、爐體材料、密封材料、絕緣材料等。 總放氣率系指材料的放氣、解吸、凝結(jié)氣體的再蒸發(fā)、焊縫夾層內(nèi)氣體的滲 透以及真空系統(tǒng)中工作介質(zhì)的逆流和逆擴散等放氣的總和，其中材料的放氣率是 影響真空度的最大因素。就放氣率而言，在這些材料中保溫材料所占比重最大。 被制備的材料要獲得一定的壓合成型力，外來的機械力要通過密閉的爐體， 首先要考慮的是機械動密封問題。4燒結(jié)爐座架結(jié)構(gòu)的設計 燒結(jié)爐的底座和支撐架也是整體燒結(jié)爐不可缺少的部分。 座架是由底座（安裝主油缸）、支持架（安裝上油缸）和掛鉤架組成。燒結(jié)爐底座采用焊接組成，支撐架與底座同樣采用焊接形 式固定在一起，并且支撐架插進底座雙向