[发明专利]简易微波样品烧结炉

说明书

一.背景技术：

本发明涉及一种简易微波样品烧结炉，主要用于实验室等方面采用微波炉制备或烧结新材料样品。 

二.技术背景：

微波烧结以其节能、加热快速无热滞、与物质相互作用的优点，被很多领域应用。目前已有的微波烧结炉因其温度控制和烧结样品装置比较复杂，采用红外温度计实现温度的测量，虽然可以完成样品的烧结，但其操作不便，结构复杂，价格昂贵，不能得到广泛使用。 

三.发明内容：

本发明针对现有技术状况，提供一种简易微波样品烧结炉，该装置结构简单、生产成本低，烧结温度易控制，具有较高的应用价值。 

本发明的目的是通过以下措施实现的：一种简易微波样品烧结炉，它包括炉体(就是现有的微波炉外壳)、盛料装置、工作电路(使微波炉正常工作的电路)和控制部分，其特征是：控制部分包括智能PID控温仪、测温仪和控制电路，所述测温仪与智能PID控温仪的信号输入端连接，智能PID控温仪经控制电路连接工作电路，R1和C1完成对电路的延时保护作用，R2和R3可以调节电流、电压，使电路能与不同延时继电器匹配。R4为静态点，通过延时继电器完成对微波炉磁控管的控制。电路中上方低压变压器及二极管电桥可完成三极管的触发。 虚线框中电路为微波炉工作部分电路图。 

所述控制电路的组成包括：二极管D1的正端与智能控温仪控制端6连接，二极管D1的负端分别连接电阻R1和电阻R2，电阻R1的另一端串接电容C1后连接智能PID控温仪控制端8，电阻R2的另一端分别接可变电阻R3、电阻R4和三极管T的基极，可变电阻R3的另一端接智能PID控温仪的控制端8，电阻R4的另一端接二极管电桥的一组桥臂和三极管T的集电极，R4与一桥臂的之间还串接有电容C2，二极管电桥的另一组桥臂接低压变压器L1的副边绕组的两端，低压变压器L1的原边绕组接电源2，三极管T的发射集接电阻R5和延时继电器J的动触点，电阻R5的另一端连接延时继电器J的静触点和智能PID控温仪控制端8，智能PID控温仪连接电源1，延时继电器J经保险丝接入工作电路。 

所述测温仪选用热电偶。 

所述盛料装置包括石英器皿和内置于石英器皿的硅酸铝纤维层、大坩埚、以及置于大坩埚底部的导热垫和装置顶部的盖体、所述硅酸铝纤维层和大坩埚之间还设有1～2cm厚的吸波材料层(该厚度较适宜)，该吸波材料层由SiC∶CuO按重量比8～12∶1熔制而成。 

吸波材料层由SiC和CuO粉末熔制而成，其中SiC粉末的粒径小于等于2mm。吸波材料层与大坩埚烧结成一体并置于酸铝纤维层内层。 

所述吸波材料层与大坩埚烧结成一体置于硅酸铝纤维层内。 

大坩埚内置有导热垫和小坩埚，小坩埚置于导热垫上，使温度更加均匀，小坩埚用于放置所要制备或烧结的样品粉体或块体。 

所述装置盖体上设有测温孔，(需要在家用微波炉相关位置打孔并放入 测温探头)。 

所述装置盖体上还设有通气孔，(需要在家用微波炉相关位置打孔，并通相应管路，以便通入气体系统)。 

装置的盖体由氧化铝和硅酸铝纤维层构成。 

本发明相比现有技术具有如下优点： 

本发明设计的装置能够较均匀发出微波，加热存在极性分子的吸波样品和不吸波样品，温控仪可以很好控制温度，适用制备或烧结实验样品需要能够迅速加热和保温的环境。利用微波加热吸波样品，即可以保持充分吸波，又能够在一定环境温度下保温，环境温度测量采取气氛温度检测和控制，即可达到制备或烧结实验样品的目的；同样，对不吸波样品或吸波性能不好的样品，利用吸波材料吸波使环境温度上升，且能够检测、控制环境的温度和升温保温速度和时间，也可以制备或烧结样品。 

本发明中很好地解决了现有技术功能单一的不足，其盛料装置保留了原有保温桶形状的基础上，在中间层加入了SiC吸波材料层，可以完成不吸波样品的制备或烧结。SiC吸波材料层和大坩埚被烧结成型，当需要烧结吸波样品时，可以直接取出该层，重新放置坩埚，即可烧结。 

对吸波性能不好的样品，也可采取不取出发热材料层，利用杂化加热方法制备或烧结样品。该装置功能多样，对不吸收微波的材料，烧结温度高(设计温度1200℃，最高可达1300℃)，升温速度快(最快可达40℃/分)，能随时观察温度变化，通入需要气氛，保温效果好，价格低，节约能源。