專利名稱：微波加壓燒結裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加壓燒結裝置，尤其是一種微波加壓燒結裝置。
背景技術：
目前，人們為了獲得所需致密度的具有細微組織結構和接近理論密度的金屬、陶瓷及復合材料制品，常使用帶有加壓部件的微波輻照設備，如在2010年7月觀日公開的中國發明專利申請公布說明書CN 101786161A中提及的“一種微波輻照加壓燒結設備及其使用方法”。該燒結設備由帶有底座的框架，以及框架中置有的帶有氣氛控制接口的上爐蓋、 爐側板、下爐蓋和加壓部件構成，其中，上爐蓋的內壁中心處固定有上壓頭，爐側板上置有多只波導管和磁控管，底座中心處固定有液壓缸，液壓缸上依次置有滑塊和下壓頭，滑塊經密封圈與下爐蓋動配合連接，下壓頭與上壓頭處于同一鉛垂線上。但是，這種燒結設備存在著不足之處，首先，因缺少爐溫測量設備而無法準確地獲知爐內的溫度，從而無法對其進行有效地調節，故不能保證制品的燒結品質；其次，較高的爐體溫度使得底座的溫度偏高，極易引發事故；再次，密封圈不能杜絕滑塊與下爐蓋之間空氣的泄漏，從而不易確保爐內的真空度或所需的燒結氣氛；又次，上下壓頭多為金屬，其對爐內微波的分布影響較大，難以確保制品的質量；最后，制品被微波加熱至高溫后，由于沒有采取保溫措施，使得燒結區的中心溫度高，而邊緣溫度低，致使制品受熱不均勻，不利于制品的燒結。
發明內容
本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種結構合理、實用的微波加壓燒結裝置。為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為微波加壓燒結裝置包括爐體和其兩端置有加壓部件的基座和爐蓋，以及爐體側壁上的微波源、與爐體相連通的氣氛接口， 特別是，所述爐體的側壁上置有紅外測溫儀；所述基座為水冷基座，所述水冷基座上的加壓部件為下瓷柱；所述爐蓋上的加壓部件為液壓機，所述液壓機經波紋管與爐蓋相連接，所述液壓機的位于爐體中的輸出端上置有上瓷柱，所述上瓷柱與所述下瓷柱位于同一軸線上；所述上瓷柱與下瓷柱之間為加壓模具，所述加壓模具外罩有保溫罩，所述保溫罩經其下部的支架與水冷基座卡套連接。作為微波加壓燒結裝置的進一步改進，所述的紅外測溫儀的感溫器位于保溫罩的紅外測溫孔的軸線上；所述的波紋管為金屬波紋管或橡膠波紋管；所述的加壓模具的材質為氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷，其外壁上置有熱電偶；所述的保溫罩為圓桶狀，其材質為氧化鋁陶瓷纖維，或氧化鋯陶瓷纖維，或氧化釔陶瓷纖維；所述的支架與下瓷柱之間置有陶瓷顆粒填充物；所述的爐體為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件；所述的爐蓋為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件；所述的微波源為均布于爐體中部同一橫截面上的三只工業級磁控管，或者為置于爐體中部的一只工業級磁控管，且其對面的爐體中置有微波攪動器；所述的氣氛接口為與爐體分別相連通的真空組件、進氣管、排氣管和壓力表。相對于現有技術的有益效果是，采用于爐體的側壁上置有紅外測溫儀、基座為水冷基座、液壓機經波紋管與爐蓋相連接、加壓部件的壓頭為下瓷柱和上瓷柱、加壓模具外罩有保溫罩，以及保溫罩經其下部的支架與水冷基座卡套連接的技術方案，既能隨時地了解爐內的溫度，為實時控溫奠定了良好的基礎，又避免了底座的溫升，杜絕了高溫引發的事故，還確保了爐內的真空度或燒結氣氛在液壓機進行加壓動作時，不會出現因泄漏問題而產生較大的波動，更因陶瓷柱自身是低介電損耗材料，而將對微波分布的影響降到了最低， 同時，添加的保溫罩不僅使燒結區的溫度均勻，還減少了熱量的損失，節約了能源。作為有益效果的進一步體現，一是紅外測溫儀的感溫器優選位于保溫罩的紅外測溫孔的軸線上，使測溫更加準確；二是波紋管優選為金屬波紋管或橡膠波紋管，既均可達到密封的目的，又能實現通過彈性變形而傳遞壓力的功效；三是加壓模具的材質優選為氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷，其外壁上優選置有熱電偶，使其不僅能夠很好地透過微波、具有耐高溫和良好的力學性能，還易于使測溫更加精確；四是保溫罩優選為圓桶狀，其材質優選為氧化鋁陶瓷纖維，或氧化鋯陶瓷纖維，或氧化釔陶瓷纖維，除利于保溫之外，還便于實施；五是支架與下瓷柱之間優選置有陶瓷顆粒填充物，利于保溫隔熱；六是爐體優選為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件，爐蓋優選為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件，均避免了爐體和爐蓋因高溫而變形，以及易燙傷操作人員的弊端；七是微波源優選為均布于爐體中部同一橫截面上的三只工業級磁控管，或者優選為置于爐體中部的一只工業級磁控管，且其對面的爐體中置有微波攪動器，均利于爐內微波分布的均勻；八是氣氛接口優選為與爐體分別相連通的真空組件、進氣管、排氣管和壓力表，便于對爐內真空度和工作氣氛的控制。
下面結合附圖對本發明的優選方式作進一步詳細的說明。圖1是本發明的一種基本結構示意圖。圖2是圖1中的A-A向的于同一橫截面上采用三只工業級磁控管的局部剖面示意圖。圖3是圖1中的A-A向的于同一橫截面上采用一只工業級磁控管，且其對面的爐體中置有微波攪動器的局部剖面示意圖。
具體實施例方式參見圖1、圖2和圖3，爐體4的下端固定于水冷基座11上、上端為爐蓋3、中部的側壁上置有微波源13 ；其中，爐體4和爐蓋3均為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件，微波源13 為均布于爐體4中部同一橫截面上的三只工業級磁控管(或者為置于爐體4中部的一只工業級磁控管，且其對面的爐體4中置有微波攪動器18)。水冷基座11上置有下瓷柱8。爐蓋3經波紋管2與液壓機1相連接；其中，波紋管2為金屬波紋管(或橡膠波紋管)。液壓機1的位于爐體4中的輸出端上置有上瓷柱15，該上瓷柱15與水冷基座11上置有的下瓷柱8位于同一軸線上。
上瓷柱15與下瓷柱8之間為加壓模具14 ；其中，加壓模具14的材質為氧化鋁陶瓷 (或氮化硅陶瓷)，其外壁上置有熱電偶5。加壓模具14外罩有保溫罩6 ；其中，保溫罩6為圓桶狀，其材質為氧化鋁陶瓷纖維(或氧化鋯陶瓷纖維，或氧化釔陶瓷纖維)。保溫罩6經其下部的支架19與水冷基座11卡套連接；其中，支架19與下瓷柱8之間置有陶瓷顆粒填充物12。爐體4的側壁上還置有紅外測溫儀7 ；其中，紅外測溫儀7的感溫器位于保溫罩6 的紅外測溫孔21的軸線上。爐體4上還分別置有與其相連通的真空組件9、進氣管10、排氣管16和壓力表17。使用時，只需先將待燒結加壓的制品20置于加壓模具14中，再分別接入冷卻水、 按設置的燒結氣氛抽真空后通入需要的氣體、啟動液壓機1工作于設定的壓力、啟動微波源13以設定的加溫曲線進行加溫直至結束；在加壓和加溫的過程中，根據紅外測溫儀7和熱電偶5輸出的溫度信息，可人工或通過溫度控制系統自動地對微波源13的輸出功率進行調節，以達到最佳的燒制效果。制品20冷卻至室溫后，依次撤去液壓機1的壓力、打開爐蓋 3、取出裝有制品20的加壓模具14并脫模，即得到所需的燒結成品一制品20。顯然，本領域的技術人員可以對本發明的微波加壓燒結裝置進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種微波加壓燒結裝置，包括爐體(4)和其兩端置有加壓部件的基座和爐蓋(3)，以及爐體(4)側壁上的微波源(13)、與爐體(4)相連通的氣氛接口，其特征在于所述爐體的側壁上置有紅外測溫儀(7)；所述基座為水冷基座(11)，所述水冷基座(11)上的加壓部件為下瓷柱(8)；所述爐蓋⑶上的加壓部件為液壓機(1)，所述液壓機⑴經波紋管⑵與爐蓋⑶相連接，所述液壓機(1)的位于爐體中的輸出端上置有上瓷柱(15)，所述上瓷柱(15)與所述下瓷柱(8)位于同一軸線上；所述上瓷柱(1 與下瓷柱(8)之間為加壓模具(14)，所述加壓模具(14)外罩有保溫罩(6)，所述保溫罩(6)經其下部的支架(19)與水冷基座(11)卡套連接。
2.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是紅外測溫儀(7)的感溫器位于保溫罩(6)的紅外測溫孔的軸線上。
3.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是波紋管( 為金屬波紋管或橡膠波紋管。
4.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是加壓模具(14)的材質為氧化鋁陶瓷或氮化硅陶瓷，其外壁上置有熱電偶(5)。
5.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是保溫罩(6)為圓桶狀，其材質為氧化鋁陶瓷纖維，或氧化鋯陶瓷纖維，或氧化釔陶瓷纖維。
6.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是支架(19)與下瓷柱⑶之間置有陶瓷顆粒填充物(12)。
7.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是爐體(4)為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件。
8.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是爐蓋C3)為帶有水冷夾層的不銹鋼鏡面件。
9.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是微波源(13)為均布于爐體中部同一橫截面上的三只工業級磁控管，或者為置于爐體中部的一只工業級磁控管， 且其對面的爐體中置有微波攪動器(18)。
10.根據權利要求1所述的微波加壓燒結裝置，其特征是氣氛接口為與爐體(4)分別相連通的真空組件(9)、進氣管(10)、排氣管(16)和壓力表(17)。
全文摘要
本發明公開了一種微波加壓燒結裝置。它包括爐體(4)和其兩端置有加壓部件的基座和爐蓋(3)，以及爐體(4)側壁上的微波源(13)、與爐體(4)相連通的氣氛接口，特別是爐體(4)的側壁上置有紅外測溫儀(7)，基座為其上置有加壓部件為下瓷柱(8)的水冷基座(11)，爐蓋(3)上的加壓部件為液壓機(1)，其經波紋管(2)與爐蓋(3)相連接，液壓機(1)的位于爐體(4)中的輸出端上置有與下瓷柱(8)位于同一軸線上的上瓷柱(15)，上瓷柱(15)與下瓷柱(8)之間為外罩有保溫罩(6)的加壓模具(14)，保溫罩(6)經其下部的支架(19)與水冷基座(11)卡套連接。它可用于精確地燒制所需致密度的金屬、陶瓷及復合材料制品。
文檔編號C04B35/64GK102464494SQ201010548349
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月16日 優先權日2010年11月16日
發明者劉瑞, 方前鋒, 王先平, 王坤 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院