الثورة من المعدات الأساسية في صناعة السيراميك

السيراميك لديها العديد من المزايا ، مثل ارتفاع في درجة الحرارة المقاومة ، مقاومة للتآكل ، وقوة عالية ، وهلم جرا ، والتي لا يمكن استبدالها من الأواني المنزلية التقليدية الحديثة في مجال الطيران والفضاء والمعلومات الالكترونية . أداء منتجات السيراميك يعتمد أساسا على عملية رئيسية من " تلبد " -- التكثيف ، تبلور ونمو الحبوب من مسحوق السيراميك الجسيمات من خلال ارتفاع درجة الحرارة العمل ، وأخيرا تشكيل هيكل مستقر وأداء المنتجات النهائية . باعتبارها جوهر المعدات لتحقيق هذه العملية ، تلبد فرن السيراميك قد تطورت إلى مجموعة من ارتفاع في درجة الحرارة السيطرة ، تعديل الغلاف الجوي ، دقة التحكم في سرعة واحدة من المعدات الدقيقة ، التي تحدد مباشرة من كثافة وقوة ارتداء مقاومة السيراميك وغيرها من المؤشرات الأساسية ، أصبحت صناعة السيراميك إلى تعزيز الأداء العالي ، متعددة الوظائف ، والتنمية المستدامة من الدعم الرئيسي . من الإنتاج الضخم من السيراميك المنزلية إلى العرف تصنيع السيراميك الخاصة المستخدمة في الفضاء ، السيراميك تلبد الفرن هو دائما " ارتفاع درجة الحرارة تزوير الفنان " في صناعة السيراميك سلسلة .

المبدأ الأساسي : سر التكثيف السيراميك في درجة حرارة عالية

جوهر السيراميك تلبد هو الاستفادة من ارتفاع في درجة الحرارة تفعيل نشر الذرية قدرة مسحوق السيراميك الجسيمات ، من خلال نقل المواد بين الجسيمات ، الاتصال والانصهار ، وإزالة المسام ، لتحقيق التحول من فضفاضة مسحوق السيراميك المدمجة الجسم .

الجسيمات الاتصال والترابط : السيراميك فارغة الجسم ( من مسحوق السيراميك ، بيندر ، مشتتة ، وما إلى ذلك ) في فرن تلبد ، مع زيادة درجة الحرارة ، الطاقة الحركية الذرية على سطح الجسيمات مسحوق ، الجسيمات الاتصال غير المباشر يحدث الترابط ، تشكيل الرقبة الأولية هيكل اتصال ، حتى أن الجسم الأولية فارغة علاج . هذه المرحلة تعتمد أساسا على السطح ونشرها ، تلبد الفرن يجب أن توفر درجة حرارة ثابتة معدل ( عادة 5-50 ℃ / دقيقة ) ، لتجنب ارتفاع درجة الحرارة بسرعة كبيرة جدا مما يؤدي إلى تكسير .

التكثيف و القضاء على المسام : عندما ترتفع درجة الحرارة إلى درجة حرارة تلبد السيراميك ( عادة 0.5-0.8 مرات من نقطة انصهار المواد ) ، معدل انتشار الذرات زيادة كبيرة ، بين الجسيمات الرقبة تستمر في النمو ، المسام في الجسم تدريجيا ملء فارغة ، والقضاء على حجم الانكماش ، مما أدى إلى زيادة كبيرة في الكثافة ( الكثافة الأولية من 50 ٪ - 60 ٪ إلى أكثر من 95 ٪ ) . درجة الحرارة التوحيد ( الفرق في درجة الحرارة أقل من ± 5 ℃ ) يجب أن تسيطر عليها بدقة في تلبد الفرن ، والتي يمكن تجنب التفاوت في الأداء بسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو عدم كفاية درجة الحرارة .

الكريستال النمو والاستقرار الهيكلي : في درجة حرارة عالية الحفاظ على الحرارة المرحلة ، السيراميك الكريستال الحبوب من خلال الهجرة لتحقيق النمو الأمثل ، وتشكيل هيكل الكريستال مستقرة ( مثل هيكل اكسيد الالمونيوم ، الإسبنيل هيكل ، الخ . ) في هذه الحالة ، ومراقبة الغلاف الجوي من تلبد الفرن أمر بالغ الأهمية ، على سبيل المثال ، يمكن إزالة الغلاف الجوي المؤكسدة الموثق العضوية في الجسم ، والحد من الغلاف الجوي يمكن أن تمنع أكسدة المعادن أكسيد السيراميك ، فراغ البيئة يمكن أن تقلل من تدخل الغاز في نمو الحبوب .

وباختصار ، فإن المهمة الرئيسية من السيراميك تلبد الفرن هو توفير بيئة التكثيف السيراميك فارغة من خلال التحكم بدقة " منحنى درجة الحرارة " ( ارتفاع درجة الحرارة - الحفاظ على الحرارة - معدل التبريد ) ، و " جو البيئة " ( الهواء ، غاز خامل ، والحد من الغاز ، فراغ ) و " حالة الضغط ( الضغط العادي ، وارتفاع الضغط ) ، وأخيرا تحقيق التحكم في الأداء السيراميك المنتج النهائي .

ثالثاً - الهيكل والتصنيف الأساسيان :

نظام التدفئة : فرن جسم " مصدر الحرارة الأساسية " ، المسؤولة عن توفير بيئة مستقرة وموحدة في درجة حرارة عالية . وفقا لمختلف عناصر التدفئة يمكن تقسيمها إلى : ( 1 ) المقاومة الكهربائية التدفئة ( العناصر المشتركة هي السيليكون والموليبدينوم قضيب ، قضيب السيليكون ، والكروم والنيكل سبائك الأسلاك ، نطاق درجة الحرارة 800-1800 ℃ ، وتستخدم على نطاق واسع في درجة حرارة عالية تلبد السيراميك ) ؛ ② التعريفي التدفئة ( استخدام الحث الكهرومغناطيسي لتوليد دوامة التدفئة ، وارتفاع درجة الحرارة بسرعة ، درجة الحرارة التوحيد ، 1200-2200 ℃ مناسبة لارتفاع درجة الحرارة تلبد ، مثل تجهيز السيراميك الخاص ) ؛ ③ الميكروويف التدفئة ( عن طريق الميكروويف الإثارة الداخلية ذرة الاهتزاز التدفئة ، تدفئة عالية الكفاءة ، وتوفير الطاقة وحماية البيئة ، 600-1600 ℃ ، وخاصة غرامة السيراميك تلبد ) ؛ ④ الغاز التدفئة ( الغاز الطبيعي ، الغاز المسال كوقود ، منخفضة التكلفة ، وارتفاع درجة الحرارة بسرعة ، ومناسبة على نطاق واسع الإنتاج اليومي من السيراميك ، درجة الحرارة تتراوح بين 800-1300 ℃ ) .

الحفاظ على الحرارة و الفرن هيكل : مفتاح ضمان استقرار درجة الحرارة في الفرن ، والحد من فقدان الحرارة . فرن المواد يجب أن يكون ارتفاع في درجة الحرارة المقاومة ، وانخفاض الموصلية الحرارية ، والألومينا ، موليت الألياف ، الجرافيت شعر ، الخ . الغلاف الخارجي من فرن جسم مصنوع من ألواح الصلب المدرفلة الباردة ، الجزء الأوسط من فرن جسم مليء مواد العزل الحراري ، وجزء من فرن جسم يتم توفيرها مع مياه التبريد الطريق لتحقيق سرعة التبريد وحماية فرن جسم .

نظام مراقبة الغلاف الجوي : وفقا لمتطلبات مختلفة من مواد السيراميك تلبد فرن الغاز والبيئة ، والمكونات الأساسية بما في ذلك خزان الغاز ، مقياس الجريان ، صمام ، وختم الجهاز . نوع الغلاف الجوي يمكن أن توفر ما يلي : ( 1 ) الهواء في الغلاف الجوي ( لا تحتاج إلى مراقبة إضافية ، تنطبق على نوع السيراميك أكسيد الألومنيوم السيراميك ) ؛ ② جو خامل ( الأرجون ، النيتروجين ، لمنع أكسدة المعادن والسيراميك والسيراميك غير أوكسيد ، مثل نيتريد السيليكون السيراميك ) ؛ ③ الحد من الغلاف الجوي ( الهيدروجين وأول أكسيد الكربون ، ومناسبة للحد من تلبد السيراميك التي تحتوي على أكاسيد المعادن ، مثل كربيد التنغستن السيراميك ) ؛ ④ فراغ البيئة ( الضغط ≤ 10 ⁻ 3 باسكال ، والحد من تأثير الغاز على تلبد الشوائب ، وتحسين نقاء السيراميك ، السيراميك الإلكترونية ) .

التحكم في درجة الحرارة ونظام الكشف : تحقيق دقة التحكم في درجة الحرارة في الوقت الحقيقي رصد ، بما في ذلك أجهزة استشعار درجة الحرارة ( الحرارية ، الأشعة تحت الحمراء ترمومتر ) ، التحكم في درجة الحرارة متر ( PID تحكم ، نظام المجلس التشريعي الفلسطيني ) ، مسجل . دقة التحكم في درجة الحرارة تلبد الفرن الحديثة يمكن أن تصل إلى ± 1 ℃ ، والتي يمكن أن تدعم درجة الحرارة المبرمجة ( مسبقا متعدد المراحل ارتفاع درجة الحرارة - الحفاظ على الحرارة - انخفاض درجة الحرارة منحنى ) ، وبعض النماذج لديها أيضا وظيفة التلقائي معايرة درجة الحرارة التوحيد .

انتقال و تحميل وتفريغ النظام : من السهل على الجسم فارغة في الفرن ، بما في ذلك دفع لوحة ، صينية ، حزام ناقل ( استمرار تلبد الفرن ) أو رفع آلية ( متقطع تلبد الفرن ) ، المواد التي تحتاج إلى مقاومة درجات الحرارة العالية ، لا تشوه ، تستخدم عادة اكسيد الالمونيوم ، كربيد السيليكون أو الجرافيت المواد .

المزايا التقنية : القدرة التنافسية الأساسية الحديثة تلبد الفرن

دقة التحكم في درجة الحرارة : من خلال نظام التحكم في درجة الحرارة المتقدمة وموحدة تصميم الفرن ، درجة الحرارة التوحيد من فرن التقليدية من ± 50 درجة مئوية إلى ± 5 درجة مئوية ، لتجنب التقلبات في درجة الحرارة الناجمة عن تشوه السيراميك ، تكسير أو تفاوت الأداء ، ولا سيما مع متطلبات صارمة على الاتساق من السيراميك .

التحكم في الغلاف الجوي : مجموعة متنوعة من القدرة على التكيف مع الغلاف الجوي ، مواد مختلفة لتلبية متطلبات تلبد السيراميك ، على سبيل المثال ، النيتروجين حماية نيتريد السيليكون السيراميك يمكن أن تمنع الأكسدة ، فراغ البيئة يمكن أن تعزز أداء العزل من السيراميك الألومينا ، وتوسيع نطاق تطبيق مواد السيراميك الحدود .

أتمتة عملية الترقية : دمج نظام مراقبة المجلس التشريعي وشاشة تعمل باللمس العملية ، ودعم برنامج درجة الحرارة التلقائي ، والعزل الحراري ، التبريد التلقائي ، جزء من الفرن المستمر يمكن أيضا أن تكون مرتبطة مع التحميل والتفريغ الروبوت ، لتحقيق الإنتاج غير الإنساني ، ليس فقط تحسين كفاءة الإنتاج ( الفرن المستمر الانتاج اليومي يمكن أن تصل إلى 10000 قطعة ) ، ولكن أيضا الحد من الأخطاء البشرية .

توفير الطاقة وحماية البيئة والسلامة : اعتماد نوع جديد من مواد العزل الحراري ( مثل ألياف السيراميك ) مع كفاءة عالية عنصر التدفئة ، والكفاءة الحرارية من 30 ٪ إلى أكثر من 60 ٪ من فرن التقليدية ، واستهلاك الطاقة هو تقلص إلى حد كبير . وفي الوقت نفسه ، مع أكثر من درجة الحرارة التنبيه ، تسرب حماية انفجار جهاز ( الحد من الغلاف الجوي فرن ) وغيرها من تدابير السلامة لضمان سلامة الانتاج .

تناسب مجموعة واسعة : من انخفاض درجة الحرارة السيراميك ( مثل الفخار الملون ، 800 درجة مئوية ) إلى درجة حرارة عالية جدا السيراميك ( مثل كربيد الزركونيوم السيراميك ، 2200 درجة مئوية ) ، من دفعة من الخزف للاستخدام اليومي مخصص السيراميك الخاص ، فرن تلبد الحديثة يمكن أن تلبي متطلبات الإنتاج من مشاهد مختلفة من خلال تعديل طريقة التدفئة ، والغلاف الجوي نوع البارامترات التكنولوجية .

خامساً - تطبيقات متعددة المجالات :

تطبيق المشهد من السيراميك تلبد الفرن يغطي سلسلة كاملة من صناعة السيراميك ، من السيراميك التقليدية إلى السيراميك المتقدمة ، وقدرتها على " تزوير درجة حرارة عالية " من خلال تشغيل دائما :

السيراميك التقليدية في الميدان : ① السيراميك المنزلي ( وعاء ، لوحة ، زهرية ، الخ ) ، فرن الغاز النفق أو المقاومة دفع لوحة فرن تلبد في الغلاف الجوي 1100-1300 ℃ لتحقيق التكثيف من الجسم و ذوبان الصقيل . ② بناء السيراميك ( بلاط السيراميك ، الأدوات الصحية ) ، من خلال الإنتاج الضخم المستمر فرن الغاز ، تلبد درجة الحرارة 1000-1200 ℃ ، وضمان ارتداء مقاومة للماء من البلاط . فن السيراميك ( الأرجواني الرمال والسيراميك الأزرق ) ، واستخدام متقطع مربع فرن ، دقة التحكم في درجة الحرارة ومعدل الوقت الحفاظ على الحرارة ، والحد من عملية اطلاق النار التقليدية ، ويعرض لون فريدة من نوعها والملمس .

السيراميك الالكترونية الميدانية : ① المكونات الإلكترونية الركيزة ( الألومينا ، نتريد الألومنيوم الركيزة ) ، فراغ أو غاز النيتروجين حماية فرن المقاومة ، تلبد في 1500-1800 ℃ ، تتطلب كثافة عالية والعزل ، رقاقة التغليف ، لوحات الدارات الكهربائية . ② كهرضغطية السيراميك ( تيتانات الباريوم ، يؤدي تيتانات زركونات السيراميك ) ، من خلال الغلاف الجوي فرن تلبد البيئة لضمان تأثير كهرضغطية ، وأجهزة الاستشعار ، محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية ؛ السيراميك المغناطيسي ( الفريت ) متكلس في 1200-1400 ℃ الأكسدة المستخدمة في المحولات ، أدواة الحث وغيرها من المكونات الإلكترونية .

مجال السيراميك الخاص : ① الهيكلية السيراميك نيتريد السيليكون ، كربيد السيليكون السيراميك ، فرن التعريفي أو فراغ فرن تلبد في 1600-2000 ℃ جو خامل ، مع قوة عالية ، وارتفاع درجة الحرارة المقاومة ، شفرات المحرك ، وأدوات القطع . ② bioceramics ( هيدروكسيباتيت ، والألومينا السيراميك ) متكلس في درجة حرارة منخفضة في الميكروويف أو فراغ فرن ( 800-1200 ℃ ) ، والحفاظ على توافق مع الحياة ، وتستخدم في المفاصل الاصطناعية وزرع الأسنان . الفضاء السيراميك ( زركونيا تشديد الألومينا السيراميك ، السيراميك كربيد البورون ) متكلس في درجة حرارة عالية جدا فراغ فرن ( 2000-2200 ℃ ) ، مقاومة درجات الحرارة والتآكل ، وتستخدم في المركبات الفضائية الحرارية الدرع الصاروخي فوهة .

المجالات الخاصة الأخرى : ① أصباغ السيراميك الصقيل ، مربع فرن المقاومة ، 800-1100 ℃ تلبد ، الصباغ لتحقيق الاستقرار ؛ ② غشاء السيراميك المواد ، من خلال التحكم في درجة الحرارة تلبد والغلاف الجوي ، وتشكيل هيكل مسامي ، ومعالجة المياه ، وفصل الغاز . السيراميك المستخدمة في الصناعة النووية ( السيراميك أكسيد اليورانيوم ) ، متكلس في فراغ فرن درجة حرارة عالية ، وضمان الاستقرار والأمن من الوقود النووي .