第四代放電等離子熱壓燒結(jié)爐

一、設備用途

    放電等離子熱壓燒結(jié)爐是當今世界上較*快速熱壓爐之一。具有燒結(jié)速度快，樣品致密高等優(yōu)點，是燒結(jié)納米相材料，梯度功能材料，介孔納米熱電材料，稀土永磁材料，合金玻璃非平衡態(tài)材料及生物材料zui有力的工具。

二、設備特點

1.更精確的溫度測量：采用直流脈沖加熱，模具與樣品的電阻值往往不一致，其結(jié)果導致的樣品中心與邊緣溫度存在誤差（嚴重時可差200度）。而傳統(tǒng)爐采用模具側(cè)壁的測溫方式測得的溫度不準確。我們四代機采用進口雙色紅外測溫儀，直接測量樣品中心溫度，獲得更精確的溫度值，從而制備出滿意的樣品。

2.更低的能耗：采用低電壓大電流加熱，輸電饋電極、輸電纜、模具壓頭等材料和結(jié)構(gòu)的選擇往往決定溫度能耗比，我們四代機采用高強度低電阻饋電極材料，無水冷輸電方式，能量聚中的模具壓頭結(jié)構(gòu)，在同等電流下獲得更快的升溫速度。

3.*集成化電源：

四代機采用微機控制全數(shù)字式脈沖電源，配上英國品牌的微型整流變壓器，獲得理想化的脈沖參數(shù)控制。

4.控制柜與爐體一體化結(jié)構(gòu)，采用上部加壓方式，結(jié)構(gòu)更合理，操作更方便。

三、技術(shù)參數(shù)

1、電源功率∶           100 KVA

2、輸入電壓∶           AC 380V、50Hz

3、輸出電流（瞬間）∶   DC 0-10000 A

4、輸出電壓（瞬間）∶   DC 0-10 V

5、加熱電源：采用進口集成化電源微機控制全數(shù)字式脈沖電源，配上進口的微型整流變壓器，獲得理想化的脈沖參數(shù)控制。

5、脈沖開通/關(guān)斷時間：  5-255 ms

6、zui高溫度∶           2300 ℃

7、升溫速率：           600 ℃/分鐘(燒結(jié)材料決定一定的升溫速率)

8、zui大壓力∶           20T

9、壓頭直徑∶           Φ100ｍｍ

10、zui大位移∶          100ｍｍ

11、冷態(tài)極限真空度∶    6×10^-4 Pa

12、壓力波動：         ≤±0.1MPa

13、壓升率：           ≤3Pa/小時

13、充氣壓力（微正壓）：<0.015MPa（可實現(xiàn)自動充放氣）

14、燒結(jié)樣品：Φ20～100mm（根據(jù)材料電阻決定）

15、爐體采用雙層水冷結(jié)構(gòu)，全不銹鋼材料，內(nèi)部精密拋光，外表精細拋光處理。爐體側(cè)開門，裝卸模具方便，爐側(cè)安裝有熱電偶一支，爐頂安裝進口雙色紅外儀一套。爐體上部安裝有可靠的不銹鋼波紋管軸向密封，動密封長期可靠。爐體安裝在一箱體上，箱體與承壓橫梁和立柱通過緊固件固定。電動缸安裝在上橫梁上，上下輸電軸由特殊耐壓高導電材料制成，通過耐高溫絕緣件實現(xiàn)與爐體絕緣。

16、脈沖直流電源，采用IGBT為數(shù)字功率模塊，非晶軟磁合金材料為變壓器鐵芯。配有電壓、電流自動反饋。系統(tǒng)故障診斷保護功能。

17、控溫方式：K型熱電偶及進口紅外儀。

18、水冷系統(tǒng)：采用密閉式，由管道、閥等相關(guān)裝置組成。由各種管道閥等相關(guān)裝置組成。冷卻水總管進入后，經(jīng)過各支管送到爐體、爐蓋、爐底、水冷電極等需要冷卻水的地方，然后匯總到水管排除。冷卻水循環(huán)水管采用黑色橡膠管，不銹鋼接頭與橡膠管采用壓制連接?？傔M水管路設有電接點壓力表，具有斷水聲光報警自動切斷電源功能。每路冷卻水進水管都裝有手動不銹鋼閥門，可手動調(diào)節(jié)水流量大小。重要水路回水管，裝有水溫及流量報警器。

18、真空系統(tǒng)：由壹臺中韓合資北儀優(yōu)成TRP-48直聯(lián)泵、分子泵、真空電動閥門等組成真空機組，真空系統(tǒng)安裝電磁充氣閥、放氣閥、真空壓力表、數(shù)顯壓力傳感器。真空管道與泵采用金屬波紋軟管快速接頭聯(lián)接，真空度的測量由真空計執(zhí)行。

19、加壓系統(tǒng)：采用機械加壓優(yōu)質(zhì)液壓泵、進口比例壓力調(diào)節(jié)閥、進口壓力傳感器及進口節(jié)流閥等組成。液壓系統(tǒng)設有冷卻器，可長期工作壓力平穩(wěn)。石墨模具采用我司研發(fā)的設計的新型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，受力均勻。

（石墨模具）

（液壓站）

20、控溫系統(tǒng)：具有多組P.I.D功能全自動控制，具有超溫聲光報警功能，電控系統(tǒng)還具有過流、斷水、超溫等聲光報警功能。電器元件采用歐姆龍或施耐德品牌，電控屏箱按威圖標準制作,操作方便。

（觸摸屏顯示面板）

電氣控制系統(tǒng)集中在控制柜中，面板上設計了液晶觸摸屏、數(shù)顯電流及電壓表、溫控儀、真空計等?？刂乒駷闃藴孰娍毓窠Y(jié)構(gòu)，集成了通風系統(tǒng)。能夠保證不會因為環(huán)境溫度過高而影響柜內(nèi)元件及儀表的正常使用。

控制部分以觸摸屏和可編程控制器PLC為核心，配以空氣開關(guān)、接觸器、繼電器、指示燈等元器件，通過各種傳感器的信號，實現(xiàn)爐體機械機構(gòu)的邏輯控制。對溫度、真空度等進行記錄、存儲、實時顯示、設定工藝曲線，具有多組工藝配方的儲存、調(diào)用功能。全部工況動作配有安全聯(lián)鎖保護，具有超溫斷電，停水斷電（停止加熱、真空泵等)。設置必要的聲光報警及保護，例如超溫、水壓低、氣壓低等，設置有應急開關(guān)。

（觸摸屏壓力測試示意圖，其中紅色線與綠色線重疊，測試壓力浮動較穩(wěn)定，壓力波動較小）

溫度控制系統(tǒng)主要功能特點：

1）配方設定（設定溫度、設定時間、PID號、功率限幅），設定1-36步內(nèi)可選擇。

2）配方查看、新增（含以模板新增）、保存、替換、刪除、調(diào)用、配方導入、配方導出功能。

3）工藝跳步，支持向前、向后跳步，支持兩種模式：漸變模式、突變模式，即跳步時，SV值是當前值還是目標步的設置值。

4）工藝保持（暫停）功能。

5）工藝運行時，當前步參數(shù)以綠色背景凸顯，便于觀察。

6）PID設定、調(diào)用，設定多組PID。

7）AT自整定（自整定溫度、自整定幅度），支持自整定過程中退出。

8）實時曲線顯示，坐標軸刻度可調(diào)（等同于放大或縮小曲線），支持實時曲線截圖。

9）熱電偶超溫、斷絲報警。

10）操作權(quán)限管理，可設置多重操作權(quán)限（默認兩級權(quán)限）。

11）觸摸屏軟啟動、設置屏幕背光時間、蜂鳴器開關(guān)等功能。

12）數(shù)據(jù)管理功能：

a)歷史數(shù)據(jù)記錄及導出，存盤時間周期可設定。

b)歷史數(shù)據(jù)導出成功，有導出條數(shù)提醒。

c)歷史曲線查看。

d)報警記錄查詢。

第四代放電等離子熱壓燒結(jié)爐