使用实验室真空炉进行材料科学研究

什么是真空炉？

真空炉是一种专门用于在真空环境中工作的炉子。这意味着炉子是密封的，炉内的空气被抽走，从而在炉内形成低压或真空。

真空有助于防止被加热材料受到污染，还可以实现精确的温度控制。

真空炉主要有两种类型：冷壁式和热壁式。冷壁真空炉有一个水冷受热体，在热处理过程中保持低温。

加热元件位于受热体内部，受热体密封并通过抽气形成真空。另一方面，热壁真空炉的加热元件位于真空受体外部，通常采用陶瓷管或石英管的形式。受热体本身被加热，真空是通过抽出内部的空气而产生的。

真空炉通常用于各种行业，包括材料科学、航空航天、汽车和电子。它们用于执行各种热处理工艺，如退火、烧结和钎焊。

真空炉的精确温度控制和低污染水平使其成为此类工艺的理想选择。

哪些应用需要使用真空炉？

有许多应用需要使用真空炉。一种常见的应用是真空焊接和钎焊，真空有助于防止被焊接材料受到污染，同时还能实现精确的温度控制。其他可能需要真空炉的应用包括真空退火（用于改善材料的机械性能）和烧结（将粉末材料加热到低于其熔点的温度，从而生产出固体物体）。

除这些特定应用外，真空炉还可用于任何需要特定非氧化气氛的热处理。这可能包括淬火、回火和应力消除等工艺。使用真空炉可以在热处理过程中对气氛进行精确控制，这对达到预期效果非常重要。

真空炉还可用于不同于空气成分的规定氧气浓度的热处理。例如，真空炉可用于在 100% 纯氧气氛中对材料进行热处理。这对于改善某些材料的性能或生产某些类型的材料非常有用。

为什么需要高温真空炉？

高温热处理需要真空炉有几个原因。其中一个原因是，在空气/氧化环境中使用普通电阻式加热元件所能达到的最高温度通常限制在 1800°C 左右。要达到更高的温度，必须使用真空炉，并且必须使用非氧化气氛。

高温热处理需要真空炉的另一个原因是，真空炉可以实现精确的温度控制。在真空环境中，向周围散失的热量最小，因此更容易保持炉内温度的一致性。这一点对于高温热处理尤为重要，因为温度的微小变化都会对被处理材料的最终特性产生重大影响。

最后，真空炉能够达到比普通炉高得多的温度。利用电阻式加热元件，真空炉的温度可高达 3000°C。因此，真空炉非常适合各种高温热处理应用，如熔化和铸造、烧结和退火。

真空炉可以使用哪些气氛？

真空炉中可能存在几种气氛。最基本的气氛是真空本身，它是通过抽走炉内空气来创造低压环境的。根据不同的应用，真空度可以从粗真空、细真空、高真空到超高真空不等。

除了真空环境，真空炉中还可以使用各种气体或混合气体。真空炉中常用的气体包括氩气、氮气、氢气、一氧化碳和氦气。气体或混合气体的选择取决于热处理工艺的具体要求和被处理材料的特性。

加热元件的类型

真空炉通常使用几种类型的加热元件。在冷壁真空炉中，最常见的加热元件由石墨、钼或钨制成。

之所以选择这些材料，是因为它们即使在高温下压力也很低，非常适合在真空环境中使用。例如，石墨加热元件可在真空炉中达到 2200°C 的温度，而钼和钨加热元件则可分别达到 1600°C 和 2200°C 的温度。

根据热处理工艺的具体要求和被处理材料的特性，真空炉中还可使用其他类型的加热元件。例如，有些真空炉使用感应加热或辐射加热元件来达到高温。

Kindle Tech 真空炉

真空炉的类型多种多样，每种类型都适合不同的应用和要求。Kindle Tech 提供的真空炉类型包括

真空室式炉：这种炉有一个密封腔，通过抽气形成真空，可用于各种热处理应用。
真空罩式炉：这类窑炉有一个密封的罩或外壳，通过抽气形成真空，通常用于需要特定气氛的热处理工艺。
底部装载炉：这类窑炉有一个可从底部进入的密封室，常用于需要从底部装卸被处理材料的热处理工艺。
实验室真空炉：这类台式真空炉体积较小，专为实验室环境设计。通常用于研发或小规模热处理工艺。
真空管式炉：这类炉有一个密封管，通过抽气形成真空，通常用于需要特定气氛或精确温度控制的热处理工艺。

根据热处理工艺的具体要求，所有这些真空炉都可以使用活性气体或惰性气体。真空炉还可选择金属、石墨或陶瓷隔热材料，某些型号还可根据要求配置为在高达 3000°C 的温度下安全运行。

真空选项

我们的真空炉提供一系列选件和功能，可根据具体要求和应用量身定制。真空炉可提供的选件包括高级软件、数据记录器和先进的数字控制器。这些选件可对真空炉的运行提供更高级别的控制，并提供完整的数据记录功能。

真空炉的其他可选项包括不同的泵、真空系统和冷却系统，可根据具体要求进行选择。这些选件有助于优化真空炉的性能，确保其完全适合预期应用。

我们的真空炉应用广泛，包括钎焊、烧结、退火、脱气、干燥、回火、焊接、淬火和硬化。它们还用于金属注射成型 (MIM) 和陶瓷注射成型 (CIM)，以及金属化、硅化、碳化和其他工业流程。

真空炉有几种不同的类型，每种类型都适合不同的应用。例如，真空罩炉可提供尽可能高的纯度，非常适合需要非常洁净环境的应用。具有底部装载功能的真空炉型号便于接触样品，而实验室真空炉的设计更为紧凑，非常适合研究环境。真空管式炉以相应的非真空型号为基础，但经过改装，配备了专用的真空装置，有各种直径和长度可供选择。某些型号（如 HTRH-H2）还可以在氢气环境下运行。