專利名稱：一種超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件的制作方法
技術領域：
本發明是一種超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，特別是一種納米塊體材料超高溫快速燒結設備附件，屬于超高溫快速燒結塊體材料用燒結附件的改造技術。
背景技術：
現有在特 種陶瓷領域和熱電塊體材料領域，常常需要超高溫快速燒結納米結構樣品。傳統的燒結方法很難做到超高溫的快速燒結。因為高溫燒結樣品的模具常常采用熔點高、膨脹系數小的石墨模具(石墨的熔點達上蓋3500°C以上)。其典型結構如圖I中石墨模具8所示，主體為圓柱形，內部圓形腔放置粉末樣品，壓樣品時粉末樣品兩端放置有石墨棒以施加壓力。同時為了避免超高溫情況下石墨模具被氧化，常常將石墨放置入真空腔，加熱是在腔壁上的石墨電極進行，將整個腔加熱后，通過輻射將熱傳導至石墨模具及其中的樣品，這樣的加熱方式的燒結速度較慢，很難獲得材料的納米結構，且很耗電。另外一種較新的快速燒結納米結構塊體材料的方法，是直接加熱石墨模具。也為了避免模具被氧化，將石墨放入真空腔中。真空腔的存在增加了設備成本和運行成本，能耗高。
發明內容
本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種減少設備成本，也減少了使用成本的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件。本發明省去了現有使用的真空加熱腔，使超高溫快速燒結設備少了真空腔、真空泵、真空儀表和石墨電極，結構簡單，方便實用，節約能源。本發明的技術方案是本發明的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，包括有外套、底座、上蓋、熱電偶、紅外測溫儀、石墨模具，其中底蓋裝設在外套的底部，石墨模具裝設在外套所設的中空腔體內，上蓋裝設在石墨模具的頂部，外套的側壁上開有用于插入熱電偶的小孔和開有面向紅外測溫儀的測溫窗口。上述測溫窗口是圓孔。上述底座和上蓋的圓心處分別開有圓孔。上述圓孔的直徑和石墨模具的內徑相同。上述外套的內徑、上蓋的外徑和石墨模具的外徑相同。上述外套是由高純氧化鋯做成的耐高溫保溫、抗氧化保護外套。上述插入小孔的熱電偶的端部與樣品之間隔有石墨薄層。上述外套的外徑與底座上端的內徑相同；上述外套的壁厚與底座的厚度及上蓋的厚度相同，且為3 10mm。上述小孔的孔徑為2 3mm。本發明針對現有快速燒結納米結構的塊體材料存在的模具及真空腔較為復雜和成本高、耗電的問題，發明了一種適合超高溫快速燒結納米塊體材料的燒結附件。該附件能在2500°C以下使用，不需要真空腔。簡化了超高溫快速燒結納米結構塊體材料的設備附件。本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件。
圖I為本發明的結構分解圖2為本發明的主視圖。
具體實施例方式實施例
本發明的結構示意圖如圖1、2所示，本發明的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，包括有外套I、底座2、上蓋3、熱電偶6、紅外測溫儀7、石墨模具8，其中底蓋2裝設在外套I的底部，石墨模具8裝設在外套I所設的中空腔體內，上蓋3裝設在石墨模具8的頂部， 外套I的側壁上開有用于插入熱電偶6的小孔4和開有面向紅外測溫儀7的測溫窗口 5。
上述測溫窗口 5是圓孔。上述底座2和上蓋3的圓心處分別開有圓孔9、10。上述圓孔9、10的直徑和石墨模具8的內徑相同。上述外套I的內徑、上蓋3的外徑和石墨模具8的外徑相同。上述外套I是由高純氧化鋯(ZrO2)做成的耐高溫保溫、抗氧化保護外套。上述熱電偶6插入小孔4內，熱電偶6的端部與樣品之間隔有石墨薄層。上述外套I的外徑與底座2上端的內徑相同；上述外套I的壁厚與底座2的厚度及上蓋3的厚度相同，且為3 10mm。上述小孔4的孔徑為2 3mm。本實施例中，上述小孔4的孔徑為2mm。實施例I:外套I的材料為氧化鋯(ZrO2),石墨模具8的尺寸由用戶定。外套I的外徑、底座2上端的內徑相同，上蓋3的外徑與石墨模具8的外徑相同；外套I、底座2、上蓋 3的厚度相同且為10mm。外套I的高度比石墨模具8的高度高。小孔4的孔徑為3mm.測溫窗口 5的大小根據紅外測溫儀要求的窗口大小來定。圓孔9、10的直徑大小與石墨模具 8的內徑大小相同。實施例2:外套I的材料為氧化鋯(ZrO2),石墨模具8的尺寸由用戶定。外套I的內徑與底座2上部的內徑相同，上蓋3的內徑與石墨模具8的外徑相同；外套I、底座2、上蓋3的厚度相同，且為3mm。外套I的高度比石墨模具8的高度高。小孔4的孔徑為2mm. 測溫窗口 5的大小根據紅外測溫儀要求的窗口大小來定。圓孔9、10的直徑大小與石墨模具8的內徑大小相同。實施例3 :外套I的材料為氧化鋯(ZrO2),石墨模具8的尺寸由用戶定。外套I的內徑與底座2上端的內徑相同，上蓋3的內徑與石墨模具8的外徑相同；外套I、底座2、上蓋3的厚度相同，且為4mm。外套I的高度比石墨模具8的高度高。小孔4的孔徑為2. 5mm. 測溫窗口 5的大小根據紅外測溫儀要求的窗口大小來定。圓孔9、10的直徑大小與石墨模具8的內徑大小相同。實施例4 :外套I的材料為氧化鋯(ZrO2),石墨模具8的尺寸由用戶定。外套I的內徑與底座2上端的內徑相同，上蓋3的外徑與石墨模具8的外徑相同；外套I、底座2、上蓋3的厚度相同，且為6mm。小孔4的孔徑為3mm.測溫窗口 5的大小根據紅外測溫儀要求的窗口大小來定。圓孔9、10的直徑大小與石墨模具8的內徑大小相同。實施例5 :外套I的材料為氧化鋯(ZrO2),石墨模具8的尺寸由用戶定。外套I的外徑與底座2上端的內徑相同，上蓋3的外徑與石墨模具8的外徑相同；外套I、底座2、上蓋3的厚度相同，且為8mm。外套I的高度比石墨模具8的高度高，小孔4的孔徑為2mm.測溫窗口 5的大小根據紅外測溫儀要求的窗口大小來定。圓孔9、10的直徑大小與石墨模具 8的內徑大小相同。壓樣開始前，先插入熱電偶6至最深處，用紅外測 溫儀7的探頭對準測溫窗口 5。 在溫度1100°c以下時，用熱電偶6讀溫度，在溫度高于1100°c時，拔出熱電偶6，用紅外測溫儀7讀溫度。
權利要求
1.一種超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于包括有外套(I)、底座(2)、上蓋(3)、熱電偶(6)、紅外測溫儀(7)、石墨模具(8)，其中底蓋(2)裝設在外套(I)的底部，石墨模具(8)裝設在外套(I)所設的中空腔體內，上蓋(3)裝設在石墨模具(8)的頂部，外套(I)的側壁上開有用于插入熱電偶(6)的小孔(4)和開有面向紅外測溫儀(7)的測溫窗口(5)。
2.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述測溫窗口(5)是圓孔。
3.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述底座(2)和上蓋(3)的圓心處分別開有圓孔(9、10)。
4.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述圓孔(9、10)的直徑和石墨模具(8)的內徑相同。
5.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述外套(I)的內徑、上蓋(3)的外徑和石墨模具(8)的外徑相同。
6.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述外套(I)是由高純氧化鋯(ZrO2)做成的耐高溫保溫、抗氧化保護外套。
7.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述插入小孔(4)的熱電偶(6)的端部與樣品之間隔有石墨薄層。
8.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述外套(I)的外徑與底座(2)上端的內徑相同；上述外套(I)的壁厚與底座(2)的厚度及上蓋(3)的厚度相同，且為3 10mm。
9.根據權利要求I所述的超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件，其特征在于上述小孔(4)的孔徑為2 3mm。
全文摘要
本發明是一種超高溫快速燒結塊體材料用簡易燒結附件。包括外套、底座、上蓋、熱電偶、紅外測溫儀、石墨模具，其中底蓋裝設在外套的底部，石墨模具裝設在外套所設的中空腔體內，上蓋裝設在石墨模具的頂部，外套的側壁上開有用于插入熱電偶的小孔和開有面向紅外測溫儀的測溫窗口。本發明針對現有快速燒結納米結構的塊體材料存在的模具及真空腔較為復雜和設備成本、運行成本高、耗電的問題，本發明的適合超高溫快速燒結納米塊體材料的燒結附件能在2500℃以下使用，不需要真空腔、真空泵、真空儀表、加熱石墨棒等易耗品。加熱直接在模具上進行，簡化了設備的結構，降低了設備成本和運行成本，改變了加熱方式，提高了加熱速度，降低了能耗。
文檔編號F27B21/10GK102721281SQ201210153480
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者何琴玉, 余昂懋, 馮壽廷, 劉俊明, 徐惠欣, 李林, 梁天柱, 羅海津, 蔡錦種, 貝瑤瑤, 雷正大 申請人:華南師范大學