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小王子介紹真空環(huán)境加熱 - 真空干燥機(jī)/真空熱處理爐
介紹
當(dāng)空氣極其稀?。ㄕ婵眨┑臓顟B(tài)（如外太空）溫度升高時(shí)會(huì)發(fā)生什么？
在陸地上，我們可以用高壓鍋在短時(shí)間內(nèi)將米飯煮熟并使其變軟，但我們知道，即使在陸地上，當(dāng)我們?cè)诟皇可缴巾數(shù)葰鈮狠^低的地方煮米飯時(shí)，我們也只能得到半熟的米飯，還剩下核心。
發(fā)生這種情況的原因是高壓鍋中水的沸騰溫度較高，而富士山頂?shù)膲毫^低，導(dǎo)致沸騰溫度下降。然而，在外太空，衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)周圍的壓力極低，水只能以冰或稀薄的水蒸氣（氣態(tài)）存在，而不是液態(tài)。
在低于大氣壓的壓力下加熱真的只會(huì)帶來(lái)壞事嗎？
當(dāng)壓力降低時(shí)，水（液體）的沸點(diǎn)降低，在壓力更低的真空環(huán)境下，變成氣態(tài)，在工業(yè)上使用時(shí)，具有常壓下看不到的各種優(yōu)點(diǎn)。較低的壓力降低了沸點(diǎn)，從而可以在低溫下均勻干燥（真空干燥），從而可以制造高品質(zhì)的粉狀調(diào)味料和方便面。此外，通過(guò)進(jìn)一步降低壓力，形成類似于人造衛(wèi)星軌道的真空并提高溫度，使表面附著的不需要的物質(zhì)（包括水的雜質(zhì)）蒸發(fā)，從而清潔表面（真空烘烤）。
用于半導(dǎo)體制造設(shè)備的部件以及液晶面板的玻璃表面的清洗。在這里，我們將介紹一種可以在低于大氣壓（真空）的壓力下從室溫左右加熱到2300℃超高溫的裝置及其主要用途。
2.裝置類型及結(jié)構(gòu)
在真空氣氛中加熱的設(shè)備根據(jù)溫度范圍的不同，加熱器材料、溫度控制傳感器、容器結(jié)構(gòu)和材料也有所不同。表 1 顯示了根據(jù)加熱溫度范圍控制傳感器和加熱器材料的粗略分類。
表-1：真空加熱設(shè)備按加熱溫度分類
| 分類 | 加熱溫度 | 控制傳感器 | 加熱器材質(zhì) （加熱方式） | 有效尺寸 |
|---|---|---|---|---|
| 超高溫 | 1400～2300℃ | 輻射溫度計(jì) | 碳加熱器 金屬加熱器（W、Mo）*1 | ?φ50～200×L100～400 ?□150～500×L200～600 |
| 高溫 (1) | 1000～1500℃ | 鉑銠 熱電偶 （S型、R型、B型） | 碳加熱器 金屬加熱器（Mo、SiC）*1 | ?φ50~400×L100~700 ?□150~600×L200~900 |
| 高溫 (2) | 700～1100℃ | 鉻鎳鋁熱電偶 （ K型） | 坎塔爾電熱絲加熱器 | |
| 介質(zhì)溫度 | 200～700℃ | 護(hù)套加熱器 | ?φ100~1000×L100~2000 ?□200~1500×L300~2000 | |
| 低溫 | 40～200℃ | 鉻鎳鈷 熱電偶 （K型、E型） | 護(hù)套加熱器 帶式加熱器 帶式加熱器 熱介質(zhì) 油循環(huán) 熱水循環(huán) | ?φ100~1000×L100~2000 ?□200~1500×L300~3000 |
*1) , Mo：鉬 W：鎢 SiC：碳化硅
(1) 超高溫、高溫范圍(1)、(2)：700～2300℃(表2)
在超高溫范圍內(nèi)，無(wú)法通過(guò)將傳感器插入到傳感器中來(lái)測(cè)量溫度。受熱區(qū)域，故采用輻射溫度A表。溫度是根據(jù)加熱區(qū)域中物體發(fā)出的特定波長(zhǎng)范圍的光的能譜來(lái)測(cè)量的。高溫范圍內(nèi)，700℃～1100℃（高溫（2））范圍內(nèi)使用JIS規(guī)定的K型熱電偶（鉻鎳鐵合金），1000℃～1000℃范圍內(nèi)使用S、R。 1500℃（高溫（1）），將A型B（鉑銠合金）熱電偶插入加熱區(qū)測(cè)量溫度。
加熱器材料大致分為碳基（I 型）和金屬基（II 型）。雖然碳基加熱器成本較低，但在組裝過(guò)程中不可避免地會(huì)從碳材料中產(chǎn)生細(xì)粉末，因此如果需要清潔的加熱區(qū)域，則使用金屬基加熱器。金屬加熱器與容器壁之間的隔熱，等間隔設(shè)置數(shù)塊鉬板和不銹鋼板，屏蔽輻射熱。屏蔽板的數(shù)量根據(jù)加熱器的加熱溫度水平而變化。 此外，在即使在高溫范圍內(nèi)溫度也相對(duì)較低的高溫范圍(2)中，使用低成本的Kanthal線或碳化硅材料作為加熱器材料(類型III)。
在超高溫和高溫（1）范圍內(nèi)，加熱區(qū)溫度較高，因此出于安全考慮，容器常采用雙壁水冷夾套型（I型、II型）并制成不銹鋼。
如果要減小尺寸和成本，加熱區(qū)的溫度會(huì)更低，但會(huì)采用III型形狀。然而，由于容器材料是氧化鋁管或石英玻璃管，因此有效面積是圓柱形的。 III 型箱用于小規(guī)模材料開(kāi)發(fā)和試件制造。
