一种高温陶瓷烧结装置

技术领域

本发明涉及高温陶瓷制备设备领域，尤其涉及一种高温陶瓷烧结装置。

背景技术

微波烧结是一种材料烧结工艺的新方法，它具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点，并能提高产品的均匀性和成品率，改善被烧结材料的微观结构和性能。

在使用微波烧结对陶瓷制品进行烧结过程中，会存在如下问题：

1、微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场强不均匀很容易导致在样品内部产生温度梯度，从而导致烧结产品出现裂纹；

2、温度的精确控制对微波烧结过程非常重要，目前常用红外光纤测温装置进行测温，而不用热电偶测温，热电偶测温的优点是可以从室温开始，且相比于红外光纤测温更加经济实惠，但是在磁场中热电偶自身会发热引起测量温度不精确，同时热电偶还会影响微波场的均匀性、引起烧结腔体发生电弧等缺陷。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种高温陶瓷烧结装置，微波吸收颗粒能够吸收微波转换为热能对转动容器内的陶瓷模胚进行烧结，同时坩埚与转动容器之间微波吸收颗粒能作为保温层且厚度较厚，起到减少热损失和改善加热均匀性的作用，解决了“微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场强不均匀很容易导致在样品内部产生温度梯度，从而导致烧结产品出现裂纹”的问题；热电偶设置在微波吸收层内，隔绝了微波对热电偶及热电偶对微波场均匀性的影响，同时使用换热器对微波吸收层散发出的热量进行吸收，而防止高温对加热使得热电偶发热，解决了“磁场中热电偶自身会发热引起测量温度不精确，同时热电偶还会影响微波场的均匀性、引起烧结腔体发生电弧等”问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种高温陶瓷烧结装置，包括：

微波室；

微波发生器，所述微波室内设置有所述微波发生器，用于发射微波；

支撑住，所述微波室内设置有所述支撑住；

坩埚，所述支撑住上设置有所述坩埚；

环形滑套，所述坩埚内设置有所述环形滑套；

转动容器，所述环形滑套内转动式设置有所述转动容器，所述转动容器为上端开口下端封闭的圆筒，所述转动容器的上端面高于所述坩埚的上端面；

垫块，所述转动容器内底端上设置有所述垫块，所述垫块用于放置陶瓷模胚；

微波吸收颗粒，所述坩埚与所述转动容器之间充满所述微波吸收颗粒，所述微波吸收颗粒能够吸收微波转换为热能对所述转动容器内的陶瓷模胚进行烧结；

第一转轴，所述转动容器下端设置有所述第一转轴，所述第一转轴向下穿过所述坩埚；

电器箱，所述微波室一侧设置有所述电器箱；

电机，所述电器箱内设置有所述电机；

第二转轴，所述电机的输出轴通过联轴器与所述第二转轴连接，所述电机驱动所述第二转轴；

皮带传动组件，所述第一转轴与所述第二转轴之间设置有所述皮带传动组件。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括连接杆和搅拌片，所述转动容器的外壁上间隔设置有所述连接杆，所述连接杆另一端均设置有搅拌片，所述搅拌片能够搅动所述微波吸收颗粒。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括热电偶测温器，所述热电偶测温器设置在所述微波室内，所述热电偶测温器用于监测所述转动容器内的对陶瓷模胚进行烧结的温度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述热电偶测温器包括：

微波反射壳，所述微波室内设置有所述微波反射壳；

测量室，所述微波反射壳下侧设置有所述测量室；

吸气管，所述测量室下侧设置有所述吸气管，所述吸气管上端与所述测量室相连通，所述吸气管下端吸气口位于所述陶瓷模胚与所述转动容器内壁之间；

热电偶，所述热电偶包括热电极和接线盒及导线，所述接线盒设置在所述微波反射壳内，所述热电极上端与所述接线盒相连，所述热电极下端穿过所述微波反射壳壁和所述测量室壁位于所述测量室内，所述热电极用于直接测量所述所述转动容器内的对陶瓷模胚进行烧结的温度，所述接线盒通过所述导线与外界设备连接；

出气管，所述出气管一端与所述测量室相连通，另一端穿出所述微波室；

微型泵，所述微波室外设置有所述微型泵，所述出气管穿出所述微波室的一端与所述微型泵相连；

微波吸收层，所述微波反射壳和所述测量室的外侧设置有所述微波吸收层，所述微波吸收层能够吸收所述微波发生器发射的微波。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括保温层，所述测量室和所述吸气管的外侧设置有所述保温层，所述保温层位于所述微波吸收层与所述测量室和所述吸气管之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测量室和所述微波反射壳与所述微波吸收层之间设置有一空腔，所述空腔内设置有换热器，所述能够吸收所述微波吸收层发出的热量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微波吸收颗粒为球形颗粒。

本发明的有益效果为：1、微波吸收颗粒能够吸收微波转换为热能对转动容器内的陶瓷模胚进行烧结，同时坩埚与转动容器之间微波吸收颗粒能作为保温层且厚度较厚，起到减少热损失和改善加热均匀性的作用，解决了“微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场强不均匀很容易导致在样品内部产生温度梯度，从而导致烧结产品出现裂纹”的问题。

2、热电偶设置在微波吸收层内，隔绝了微波对热电偶及热电偶对微波场均匀性的影响，同时使用换热器对微波吸收层散发出的热量进行吸收，而防止高温对加热使得热电偶发热，解决了“磁场中热电偶自身会发热引起测量温度不精确，同时热电偶还会影响微波场的均匀性、引起烧结腔体发生电弧等”问题。

附图说明

图1为本实施例烧结装置的结构示意图。

图2为图1中A的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：1、微波室，2、支撑住，3、坩埚，4、环形滑套，5、转动容器，501、连接杆，502、搅拌片，6、垫块，7、微波吸收颗粒，8、第一转轴，9、电器箱，10、电机，11、第二转轴，12、皮带传动组件，13、微波反射壳，14、测量室，15、吸气管，16、保温层，17、热电极，18、接线盒，19、导线，20、出气管，21、微型泵，22、微波发生器，23、微波吸收层，24、换热器。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明当前优选的实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本发明的范围充分地传达给技术人员。

如图1-2所示，一种高温陶瓷烧结装置，包括微波室1、微波发生器22、支撑住2、坩埚3、环形滑套4、转动容器5、垫块6、微波吸收颗粒7、第一转轴8、电器箱9、电机10、第二转轴11和皮带传动组件12，微波室1内设置有微波发生器22，用于发射微波；微波室1内设置有支撑住2；支撑住2上设置有坩埚3；坩埚3内设置有环形滑套4；环形滑套4内转动式设置有转动容器5，转动容器5为上端开口下端封闭的圆筒，转动容器5的上端面高于坩埚3的上端面；转动容器5内底端上设置有垫块6，垫块6用于放置陶瓷模胚；坩埚3与转动容器5之间充满微波吸收颗粒7，微波吸收颗粒7能够吸收微波转换为热能对转动容器5内的陶瓷模胚进行烧结；转动容器5下端设置有第一转轴8，第一转轴8向下穿过坩埚3；微波室1一侧设置有电器箱9；电器箱9内设置有电机10；电机10的输出轴通过联轴器与第二转轴11连接，电机10驱动第二转轴11；第一转轴8与第二转轴11之间设置有皮带传动组件12。

将陶瓷模胚放在垫块6上，打开微波发生器22发射出微波，启动微波室1外的电机10带动转动容器5内的陶瓷模胚转动，微波吸收颗粒7微波吸收颗粒7能够吸收微波转换为热能对转动容器5内的陶瓷模胚进行烧结。

需要说明的是，电机10设置在微波室1外是为了防止电机10影响微波室1内微波的均匀性。

需要说明的是，坩埚3与转动容器5之间微波吸收颗粒7能作为保温层16且厚度较厚，起到减少热损失和改善加热均匀性的作用，解决了“微波烧结过程中由于升温速度很快和微波场强不均匀很容易导致在样品内部产生温度梯度，从而导致烧结产品出现裂纹”的问题。

进一步地，还包括连接杆501和搅拌片502，转动容器5的外壁上间隔设置有连接杆501，连接杆501另一端均设置有搅拌片502，搅拌片502能够搅动微波吸收颗粒7。

搅拌片502搅动微波吸收颗粒7，使得每个微波吸收颗粒7对微波进行充分的吸收，使得微波吸收颗粒7对转动容器5内的陶瓷模胚进行烧结的温度更加均匀，进一步防止了陶瓷模胚出现温度梯度；同时搅拌片502搅动微波吸收颗粒7，可以防止微波吸收颗粒7板结而影响设备的正常的运行。

进一步地，还包括热电偶测温器，热电偶测温器设置在微波室1内，热电偶测温器用于监测转动容器5内的对陶瓷模胚进行烧结的温度。

进一步地，热电偶测温器包括微波反射壳13、测量室14、吸气管15、热电偶、出气管20、微型泵21和微波吸收层23，微波室1内设置有微波反射壳13；微波反射壳13下侧设置有测量室14；测量室14下侧设置有吸气管15，吸气管15上端与测量室14相连通，吸气管15下端吸气口位于陶瓷模胚与转动容器5内壁之间；热电偶包括热电极17和接线盒18及导线19，接线盒18设置在微波反射壳13内，热电极17上端与接线盒18相连，热电极17下端穿过微波反射壳13壁和测量室14壁位于测量室14内，热电极17用于直接测量转动容器5内的对陶瓷模胚进行烧结的温度，接线盒18通过导线19与外界设备连接；出气管20一端与测量室14相连通，另一端穿出微波室1；微波室1外设置有微型泵21，出气管20穿出微波室1的一端与微型泵21相连；微波反射壳13和测量室14的外侧设置有微波吸收层23，微波吸收层23能够吸收微波发生器22发射的微波。

启动微型泵21，通过出气管20使得测量室14内的气压减小，使得吸气管15吸入转动容器5内的高温气体，位于测量室14内的热电偶的热电极17测量高温气体的温度，从而间接监控陶瓷模胚的温度，进而实现温度的精确控制，热电偶设置在微波吸收层23内，隔绝了微波对热电偶及热电偶对微波场均匀性的影响，解决了“磁场中热电偶自身会发热引起测量温度不精确，同时热电偶还会影响微波场的均匀性、引起烧结腔体发生电弧等”问题。

需要说明的是，微波反射壳13能反射一部分穿过微波吸收层23的微波，而被微波吸收层23重新吸收，进一步防止了在磁场中热电偶自身会发热引起测量温度不精确的问题。

进一步地，还包括保温层16，测量室14和吸气管15的外侧设置有保温层16，保温层16位于微波吸收层23与测量室14和吸气管15之间，保温层16对测量室14和吸气管15内的高温气体进行保温，使得热电偶测量的高温气体的温度更加接近陶瓷模胚本身的温度，提高了测量的精度。

进一步地，测量室14和微波反射壳13与微波吸收层23之间设置有一空腔，空腔内设置有换热器24，能够吸收微波吸收层23发出的热量，使用换热器24对微波吸收层23散发出的热量进行吸收，而防止高温对加热使得热电偶发热，进一步保证了热电偶测量的精度，保温层16位于微波吸收层23与测量室14之间,防止外部的换热器24对测量室14内高温气体的冷却影响。

进一步地，微波吸收颗粒7为球形颗粒，球形颗粒具有大的比面积，对微波的吸收表面积大，使得微波对微波吸收颗粒7的加热速度块，进而使得微波吸收颗粒7对陶瓷模胚烧结速度更快。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。