1200 度プログラム可能な温度制御セラミックファイバーマッフル炉

研究室のガラス扉が勢いよく開くと、細かい金属粉塵を伴う熱波が彼の顔に直撃した。エンジニアのリーはゴーグルを調整した。ディスプレイ画面上の温度曲線は毎秒 3°C の速度で上昇し、炉室内のアルミナるつぼは徐々にオレンジ-の輝きを放ちました。これは、新しいセラミック材料の 3 回目の焼結実験でした。前の 2 つは不均一な結晶相変態が原因で失敗しました。

「1700-度の閾値に達しました」とアシスタントのシャオ・ワンは熱電対データを見つめながら声を張り詰めながら言った。モニタリング画面の 3D 熱画像により、炉の右後部に水色の斑点が現れました。-これは断熱材の劣化の兆候です。エンジニアのリーはすぐに加熱出力を下げ、赤外線検出器を炉の壁に向けました。亀裂は予想より 200 時間早く発生していましたが、現時点でより重大な問題はるつぼ内の溶融イットリウム安定化ジルコニアでした。

突然、圧力センサーがピーピーと鳴った。炉内の圧力が異常に上昇していたのは、サンプル中に残留した有機結合剤によって発生したガスが原因と考えられます。 「緊急圧力解放を開始します。」エンジニアのリーが黄色のボタンを押すと、圧力リリーフバルブからの窒素ガスが凝縮して空気中で短い白い霧になりました。彼は観察窓を通して、高密度の樹枝状結晶がサンプルの表面に形成され始めているのを確認しました。{4}}これはまさにチームが方向性凝固を通じて探し求めていた構造そのものでした。

20メートル離れた制御室では、材料科学工学部のチェン教授がモニター画面に顔を押し付けていた。 「タイムを記録してみよう！」彼の声はPAシステムから聞こえてきました。 「蒸着は予定より4分進んでいます…」 彼が話し終わる前に、突然炉が金属疲労のような音とともにパチパチと音を立てた。エンジニアのリーは防火毛布をつかんで制御コンソールに急いだが、シャオ・ワンはすでに緊急冷却システムを作動させていた。液体窒素パイプがシュー音を立てて炉に注がれると、全員が変動するデータを見つめました。-誘電率のテスト値が理論上の限界を突破していました。

(I) セラミックス材料の研究

高性能セラミック焼結: セラミック材料の分野では、1700°C のマッフル炉を使用して、アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素などのさまざまな高性能セラミックを焼結できます。-焼結温度と焼結プロセスを正確に制御することで、セラミックの密度、硬度、強度、その他の特性を効果的に向上させることができ、航空宇宙、エレクトロニクス、機械などのハイエンド分野のアプリケーション要件を満たすことができます。{4}}たとえば、航空機エンジン部品の製造では、高温で焼結された高性能セラミック材料を使用すると、部品の耐熱性と耐摩耗性が向上し、エンジンの重量が軽減され、エンジンの効率と信頼性が向上します。

セラミックの微細構造の制御: 研究者はマッフル炉の高温環境を利用して、粒子の成長、粒界の形成、相変態など、さまざまな焼結条件下でのセラミック材料の微細構造の変化を研究します。{0}焼結プロセスを最適化し、セラミック材料の微細構造を操作することにより、その物理的および化学的特性をさらに改善することができ、新しいセラミック材料の研究開発に理論的および実験的基盤を提供します。

(II) エレクトロニクス産業

半導体チップの焼結とパッケージング: 半導体製造プロセスでは、チップの焼結とパッケージングにマッフル炉が使用されます。高温焼結により、チップと基板間の良好な電気的および機械的接続が保証され、チップの性能と信頼性が向上します。さらに、パッケージングプロセス中、温度と雰囲気を正確に制御することでチップの酸化や汚染を防ぎ、チップの品質と安定性を確保します。たとえば、5G 通信チップの製造では、高性能、高信頼性のチップ パッケージングのために、高温マッフル炉の温度制御が重要です。-

電子セラミック材料の熱処理: 圧電セラミック、サーミスタ、誘電体セラミックなどの電子セラミック材料は、エレクトロニクス産業で広く使用されています。 1700°C の高温マッフル炉を使用してこれらの材料を熱処理し、結晶構造と電気特性を調整してさまざまな電子部品の性能要件を満たすことができます。たとえば、圧電セラミックの高温焼結とアニーリングは圧電特性を最適化し、センサーやアクチュエーターなどの圧電素子の感度と精度を向上させることができます。

(III) 新エネルギー材料の研究開発

リチウム- イオン電池材料の準備: 高温マッフル炉は、リチウム- イオン電池の正極材料、負極材料、電解質材料の研究、開発、生産において重要な役割を果たします。たとえば、リン酸鉄リチウムや三元材料などのリチウム-イオン電池の正極材料を高温焼結すると、材料の結晶構造、粒径、形態を制御でき、それによって比容量、サイクル寿命、充放電効率などの電気化学的特性が向上します。高温マッフル炉は、アノード材料の黒鉛化や固体電解質材料の合成にも不可欠であり、リチウム-電池の全体的な性能を向上させるための重要な技術サポートを提供します。

燃料電池電極材料の加工: 白金-ベースの触媒やカーボン ナノチューブ複合電極材料などの燃料電池電極材料は、触媒活性、安定性、導電性を高めるために高温での焼結と活性化が必要です。. 1700°C の高温-マッフル炉は、燃料電池の製造に必要な正確な高温環境を提供します。- 燃料電池電極材料の準備プロセスの要件を満たし、燃料電池技術の開発と応用を促進します。

(IV) 大学および研究機関における実験教育

材料科学の実験教育: 1700°C の高温-マッフル炉は、大学における材料科学-関連の実験教育における重要な実験装置です。マッフル炉を使用した材料の焼結実験や熱処理実験により、高温での材料の物理的・化学的変化を直接理解し、材料の調製と性能管理の基本的な方法と技術を習得し、実践的なスキルと革新的な科学的思考を養うことができます。

研究プロジェクト: 研究機関は、高温マッフル炉を利用して最先端の材料科学研究を実施し、新規材料の合成方法、性能の最適化、応用の可能性を探求しています。-たとえば、ナノマテリアル、複合材料、スマートマテリアルなどの分野の研究において、高温マッフル炉は、高温での材料の調製と性能試験に必要な実験条件を提供し、研究者が革新的な研究結果を達成するのに役立ち、材料科学分野における技術の進歩と開発を促進します。-