No campo da pesquisa de materiais avançados, os fornos tubulares de zona múltipla resolvem muitos desafios em processos complexos de tratamento térmico através do seu design único de campo de temperatura gradiente. É um dispositivo de tratamento a alta temperatura que pode criar várias áreas de temperatura independentes dentro do mesmo tubo de forno. Através de um sistema de controle de temperatura preciso, o material passa por diferentes condições de tratamento térmico em diferentes zonas de temperatura para atender às necessidades complexas do processo. Este equipamento não só melhora a precisão e eficiência do tratamento térmico de materiais, mas também impulsiona o processo de pesquisa e desenvolvimento de novos materiais e produção industrial.

O principal princípio de funcionamento dos fornos tubulares multitemperatura é o seu sistema de aquecimento controlado independentemente. O equipamento divide o corpo do forno em várias áreas de aquecimento, cada uma com componentes de aquecimento independentes, termopares e termosmetros. Depois que o termopar transforma a temperatura do forno em sinal de tensão, ele é transmitido ao regulador de temperatura do microcomputador. O regulador compara este sinal com o programa predefinido e o sinal ajustável de saída atua no silício controlável, ajustando com precisão a potência de aquecimento de cada área para diferentes configurações de temperatura. O projeto da estrutura do forno leva em consideração a utilidade e eficiência. Os materiais do forno são geralmente usados ​​com fibra cerâmica de óxido de alumínio de alta pureza ou fibra Morgan importada, esses materiais não só têm um bom efeito de isolamento, mas também podem suportar a temperatura. Os elementos de aquecimento são selecionados de acordo com as necessidades de temperatura, os fios de resistência comuns, barras de carbono de silício e barras de silício e molibdeno podem carregar muito, ter alta estabilidade e uma longa vida útil. Como parte da amostra de contato direto, a escolha de materiais é especialmente crítica. Os tubos de corundum, quartzo e aço inoxidável são selecionados de acordo com diferentes temperaturas e cenários de aplicação. O design avançado de vedação garante que as flanjas das extremidades do forno sejam vedadas eficazmente, apoiando operações de proteção ao vácuo e à atmosfera.

No estudo da ciência dos materiais, os cientistas utilizam fornos de tubo de zona múltipla para estudar as mudanças físicas e químicas dos materiais a diferentes temperaturas, explorando as leis de mudança de fase e a estabilidade térmica dos materiais. Especialmente na síntese de nanomateriais, o crescimento uniforme e a regulação da forma das nanopartículas podem ser alcançados através do controle preciso dos gradientes de temperatura. Na área de semicondutores e novas energias, o dispositivo é usado para a preparação e testes de desempenho de materiais de bateria, como sinterização e processamento de materiais de electrodos positivos e negativos de lítio. Os nanotubos de carbono e os nanofios de silício também podem ser preparados sem o controle preciso da temperatura dos fornos tubulares de zona múltipla. As aplicações industriais tradicionais incluem o tratamento térmico de materiais metálicos (por exemplo, refrescamento, temperação) e o processo de sinterização e fusão de materiais não metálicos inorgânicos, como cerâmica e vidro. No campo da metalurgia de precisão, é usado para o tratamento térmico de metais de alto desempenho, como ligas de titânio, para melhorar sua estrutura organizacional e propriedades mecânicas. As áreas de aplicação emergentes estão em constante expansão, incluindo o tratamento térmico de biomateriais e a pesquisa em engenharia de tecidos, bem como o tratamento ambientalmente correto de resíduos sólidos e gases perigosos.

A flexibilidade do controle de temperatura é sua principal característica. O usuário pode definir diferentes temperaturas dentro do mesmo tubo de forno, formando um campo de temperatura gradiente para atender às necessidades experimentais especiais. Este design evita a transferência de amostras entre diferentes etapas de tratamento térmico, reduzindo a perda de calor e o risco de poluição. Adotando materiais de isolamento de alta qualidade, como placa de fibra de óxido de alumínio, a potência no isolamento é inferior a 30% da potência total, o efeito de poupança de energia é melhorado em mais de 80% do que o forno elétrico antigo. O design único da estrutura do forno (como a carcaça de duas camadas com sistema de refrigeração a ar) garante que a temperatura da carcaça não exceda 50 ° C em altas temperaturas, melhorando significativamente o ambiente de trabalho. Operação segura e confiável. Os sistemas modernos de proteção de segurança, incluindo alarmes de sobretemperatura, funções de proteção automática e proteção contra vazamentos de componentes eletrônicos, garantem o funcionamento seguro do equipamento. Ampla adaptabilidade do processo. O equipamento suporta vários modos de trabalho como vácuo e proteção atmosférica, que podem entrar em gases protetores como nitrogênio, argônio e hidrogênio para atender às diferentes necessidades de processamento de materiais. A precisão do sistema de controle de fluxo garante uma atmosfera uniforme e estável, proporcionando um ambiente ideal para o manuseio de materiais sensíveis.

Durante a sessão de preparação, é necessário garantir que o forno de tubo esteja limpo e sem substâncias tóxicas inflamáveis ​​e explosivas. Verifique cuidadosamente o desempenho da vedação da porta do forno e se o corpo do forno, os tubos do forno e outros componentes estão intactos. Escolha o modo de trabalho adequado (proteção ao vácuo ou à atmosfera) de acordo com as características da amostra tratada. Ao colocar a amostra, deve prestar atenção à posição da amostra na cavidade do forno, evitando o contato direto com a parede do forno ou o fundo do forno. Para o processo que requer proteção atmosférica, a operação de vácuo deve ser realizada primeiro e, em seguida, o gás de proteção deve ser introduzido para garantir que a atmosfera dentro do forno seja pura. A configuração de parâmetros deve ajustar razoavelmente o processo de temperatura de acordo com os requisitos experimentais. Abra a fonte de alimentação para a interface de configuração de temperatura e defina a temperatura de aquecimento, a taxa de aquecimento e o tempo de isolamento para cada zona de temperatura. Os sistemas de controle avançados suportam programação em múltiplas etapas, permitindo curvas complexas de aquecimento e refrigeração. As mudanças de temperatura devem ser monitoradas em tempo real durante o processo de aquecimento para garantir que a temperatura esteja estável na faixa desejada. Os equipamentos modernos são geralmente equipados com a função de registro de dados para armazenar e produzir curvas de temperatura durante todo o processo de aquecimento para facilitar a análise posterior. A manutenção regular inclui a limpeza do fogão, a substituição de vedações e a inspeção dos componentes de aquecimento. Após o uso, a fonte de energia deve ser cortada, os resíduos dentro da cavidade do forno devem ser limpos e a vedação da porta do forno deve ser verificada. Calibrações de temperatura são realizadas regularmente para garantir a precisão do controle da temperatura. Os elementos de aquecimento e os tubos do forno pertencem a peças desgastáveis e precisam ser inspecionados e substituídos regularmente.

O intervalo de temperatura é o parâmetro mais básico. A faixa apropriada deve ser escolhida de acordo com a temperatura de processo comum, deixando margem apropriada. Por exemplo, para processar materiais metálicos comuns, escolha um modelo de 1200 ° C, enquanto novos materiais, como cerâmica de precisão, exigem um modelo de temperatura de 1400 ° C ou superior. O número de zonas de temperatura depende das necessidades do processo. Tratamentos térmicos de gradiente simples podem exigir apenas duas zonas de temperatura, enquanto processos complexos podem exigir três ou mais zonas de temperatura. O comprimento de cada zona de temperatura também afeta a uniformidade da temperatura, geralmente de 200 a 300 mm. A escolha do material do tubo do forno é importante. Os tubos de quartzo são adequados a temperaturas médias e baixas e exigem uma boa transparência; A resistência à temperatura do tubo de corundum é melhor, adequado para o tratamento a alta temperatura; Os tubos de aço inoxidável são usados principalmente para tratamento térmico sob proteção atmosférica especial. O nível de avanço do sistema de controle afeta diretamente a conveniência operacional. O forno de tubo moderno de múltiplas zonas de temperatura usa o controle de microcomputador, suporta a configuração do programa, com compensação de temperatura e função de correção, com precisão de até ± 1 ° C. A configuração de segurança não pode ser ignorada. Devia ser escolhido um dispositivo com alarme de sobretemperatura, proteção contra vazamentos e outras funções de segurança. Considere também o serviço pós-venda e a disponibilidade de acessórios para garantir o funcionamento estável do equipamento a longo prazo.

Com o rápido desenvolvimento de áreas de alta tecnologia como novos materiais, novas energias e semicondutores, a demanda por equipamentos de tratamento térmico de precisão continuará a crescer. Como equipamento-chave para a pesquisa e produção de materiais, a tecnologia de fornos de tubo de zona múltipla também irá evoluir para temperaturas mais elevadas, controle mais preciso e direção mais inteligente.