Forno a muffola ad alta temperatura con forno per allumina da laboratorio da 1200 gradi

La porta di un forno a muffola di tipo a scatola di allumina ad alta temperatura-da laboratorio a 1200-gradi-si chiuse lentamente e la temperatura all'interno del forno rosso scuro iniziò a salire a una velocità di 15 gradi al minuto. L'operatore Wang, osservando la curva dei dati trasmessi dalla termocoppia attraverso la finestra di osservazione, ha notato improvvisamente una fluttuazione insolita nella curva di aumento della temperatura intorno a 800 gradi, chiaramente incoerente con le caratteristiche termodinamiche previste dei materiali di sinterizzazione.

"Sincronizza i dati anomali con il registratore e preparati ad avviare le procedure diagnostiche secondarie." Digitò rapidamente un comando e il sistema di controllo passò immediatamente alla modalità di analisi spettrale. Un laser balenò attraverso la finestra di osservazione dello zaffiro sul lato del forno e i dati della spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier in tempo reale-mostrarono che tracce di cristalli di fase -stavano precipitando sulla parete interna del forno di allumina. Questi cristalli metastabili, che di solito compaiono in condizioni di raffreddamento rapido, sono comparsi inaspettatamente durante il processo di riscaldamento costante.

Il direttore del laboratorio si è precipitato dopo aver appreso la notizia e la simulazione del campo termico tridimensionale-sullo schermo di monitoraggio lampeggiava violentemente. "Metti immediatamente in pausa l'esperimento!" premette il pulsante di attesa d'emergenza. "Non si tratta di un malfunzionamento dell'apparecchiatura; è un precursore di una trasformazione di fase causata da un nuovo additivo ceramico." Si è scoperto che il fornitore aveva accidentalmente mescolato il 3% di uno stabilizzante di terre rare nella polvere di allumina importata che avevano sostituito la settimana scorsa. Questo additivo, utilizzato nella ceramica aerospaziale, forma una struttura eutettica con l'allumina a specifici intervalli di temperatura.

Il gruppo di ricerca ha tenuto una riunione tecnica durante la notte. Le immagini al microscopio elettronico a scansione hanno mostrato che la rete di confini dei grani su scala nanometrica formata dalla trasformazione di fase anomala aveva inaspettatamente aumentato di 200 gradi il limite teorico di resistenza alla temperatura del materiale del forno. Questa scoperta inaspettata ha entusiasmato tutti-"Potremmo aver trovato un nuovo modo per migliorare il tradizionale forno a muffola!" ha detto il leader del team dei materiali, indicando la microstruttura a nido d'ape-sullo schermo.

Quella che segue è un'introduzione dettagliata al forno a muffola di tipo a scatola- ad alta temperatura in allumina da laboratorio da 1200 gradi:

Progettazione strutturale

Struttura a doppio-involucro: la struttura a doppio-involucro, con un sistema di raffreddamento ad aria in mezzo, dissipa efficacemente il calore, mantenendo bassa la temperatura superficiale dell'involucro del forno, generalmente inferiore a 50 gradi, prevenendo ustioni agli operatori e prolungando la durata dell'involucro dell'apparecchiatura.

Struttura a scatola-: il design compatto e l'ingombro minimo ne facilitano l'installazione e l'utilizzo in laboratorio. Il design a scatola- facilita il funzionamento, consentendo al personale di laboratorio di caricare e rimuovere facilmente i campioni.

Materiale della camera del forno

Fibra di allumina: la camera del forno è costruita in fibra ceramica di allumina leggera o fibra policristallina di allumina. Questi materiali offrono un eccellente isolamento termico, sono leggeri e resistenti alle alte temperature, al raffreddamento e al riscaldamento rapidi e resistono alla fessurazione, alla cristallizzazione e alle scorie. Ciò riduce efficacemente il consumo energetico, prolunga la vita delle apparecchiature e previene la contaminazione del prodotto cotto.

Sistema di riscaldamento

Elementi riscaldanti: aste in carburo di silicio, aste in molibdeno di silicio o fili resistivi sono comunemente usati come elementi riscaldanti e possono essere selezionati in base a diversi requisiti di temperatura e scenari applicativi. Questi elementi riscaldanti offrono un'elevata efficienza di riscaldamento, un'eccellente uniformità della temperatura e una lunga durata.

Riscaldamento su tre-lati: in genere, il riscaldamento viene eseguito su entrambi i lati e sul fondo, garantendo una distribuzione della temperatura più uniforme all'interno della camera del forno, garantendo risultati di trattamento termico coerenti per tutte le parti del materiale in lavorazione. La precisione del controllo della temperatura può raggiungere ±1 grado.

Sistema di controllo della temperatura

Termoregolatore intelligente: dotato di un termoregolatore intelligente PID con 30-50 passaggi programmabili, consente l'aumento e la diminuzione automatici della temperatura, eliminando la necessità della supervisione dell'operatore. La curva di riscaldamento e il tempo di mantenimento possono essere impostati con precisione in base ai requisiti sperimentali, con un'elevata precisione di controllo della temperatura, che in genere raggiunge ±1 grado.

Interfaccia di comunicazione: alcuni forni a muffola sono dotati di un'interfaccia di comunicazione RS485 opzionale. Una volta collegato a un computer standard, funzioni come l'avvio, l'arresto e la pausa del riscaldamento, l'impostazione delle curve di riscaldamento, la memorizzazione delle curve di riscaldamento e la registrazione delle curve storiche possono essere controllate dal computer, consentendo agli sperimentatori di monitorare il processo sperimentale e gestire i dati.

Caratteristiche di sicurezza

Spegnimento automatico-per temperatura eccessiva: quando la temperatura del forno supera il limite superiore impostato, il sistema spegne automaticamente l'alimentazione, prevenendo danni da surriscaldamento e potenzialmente incidenti.

Protezione dalle perdite: dotato di una funzione di protezione dalle perdite, interrompe immediatamente l'alimentazione quando rileva una perdita, proteggendo l'operatore.

Porta-Apertura alimentazione-Spegnimento: quando la porta del forno viene aperta, l'elemento riscaldante si spegne automaticamente, evitando ustioni dovute a contatto accidentale durante il funzionamento.

Protezione da sovracorrente e sovratensione: la protezione da sovracorrente e sovratensione è monitorata e protetta nel circuito. Quando si verifica sovracorrente o sovratensione, l'alimentazione viene automaticamente interrotta per evitare danni ai componenti elettrici dovuti al sovraccarico.

Applicazioni

Ricerca sui materiali: adatto per esperimenti di sinterizzazione, fusione ed analisi in ceramica, metallurgia, elettronica, vetro, prodotti chimici, macchinari, refrattari, sviluppo di nuovi materiali e materiali speciali.

Trattamento dei metalli: adatto per la ricottura di parti metalliche sotto protezione atmosferica, come ricottura di stampi, tempra, ricottura e rinvenimento.

Altre applicazioni: nella protezione ambientale, può essere utilizzato per l'incenerimento di campioni e la decomposizione ad alta-temperatura degli inquinanti; in campo farmaceutico può essere utilizzato per l'essiccazione di farmaci e la sterilizzazione di dispositivi medici.