[实用新型]一种热电材料专用的交流工频放电烧结设备

说明书

本实用新型提供了一种热电材料专用的交流工频放电烧结设备，至少包括支架、模具、炉膛、液压机构、抽气装置以及充气装置，炉膛固定于支架内，液压机构包括液压缸、连接油管、活塞杆、上电极、上压头、下压头以及下电极；交流电源装置上设有电源输出端与电源输入端，输出端与输入端通过交流变压器相连接，输入端为三相交流电源输入，输出端为两相交流电源输出，输出端通过铜带与电极连接。本实用新型采用交流电流直接通电烧结技术，可以有效抵消帕尔帖效应，具有升温快，效率高，能耗低等优势，专用于热电材料的烧结。

技术领域

本实用新型属于热压烧结设备技术领域。具体涉及一种热电材料专用的交流工频放电烧结设备。

背景技术

热压烧结是一种边加热边加压的烧结工艺。在烧结过程中，粉料处于热塑性状态，有助于颗粒的接触扩散、流动传质过程的进行，因而成型压力仅为冷压的1/10，烧结温度仅为无压烧结的3/5。另外，还可以大幅缩短烧结时间，从而抑制晶粒长大，得到晶粒细小、致密度高和综合性能良好的产品。

目前常用的热压烧结设备主要分为两类：一类为传统的外场加热热压烧结炉。该设备主要由加热炉、加压装置和测温测压装置组成。加热炉的加热元件有碳化硅、硅钼棒或镍铬丝、钼丝等。加压装置要求速度平缓，模具和工件仅通过加热元件的热辐射或热传导等间接方式受热。随着材料制备技术的不断提高，该设备升温速率慢，能量利用率低，生产效率低，成本高等缺点日益突出；另一类为放电等离子体烧结炉。放电等离子体烧结是一种利用通-断直流脉冲电流直接通电烧结的工艺。在烧结过程中，电极通入直流脉冲电流时瞬间产生的放电等离子体，使烧结体内部各个颗粒自发的产生焦耳热并使其表面活化。然而，热电材料在进行放电等离子体烧结的过程中，由于帕尔帖效应，样品上下两端会产生很大的温度梯度，造成产品质量不稳定，性能不均匀等问题。同时由于塞贝克效应，样品上下两端也会产生与上下电极相反的电场，降低该设备的效率。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种热电材料专用的交流工频放电烧结设备，所述设备采用交流电流直接通电烧结技术，可以有效抵消帕尔帖效应，具有升温快，效率高，能耗低等优势，专用于热电材料的烧结。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种热电材料专用的交流工频放电烧结设备，至少包括支架、模具、炉膛、液压机构、抽气装置以及充气装置，所述炉膛固定于支架内，炉膛前侧设有活动炉门；所述炉膛后侧设有与抽气装置和充气装置相连接的通气孔；所述炉膛左、右侧分别设有红外测温仪和热电偶；所述炉膛顶面和底面的中心部分别开圆孔；

所述液压机构包括液压缸、连接油管、活塞杆、上电极、上压头、下压头以及下电极，液压缸固定于支架的顶部，活塞杆、上电极以及上压头由上至下依次连接，上电极穿过炉膛顶面中心部的圆孔进入炉膛内部，下电极固定于支架的底部，下压头与下电极连接且下压头穿过炉膛底面中心部的圆孔进入炉膛内部，模具位于下压头上；

还设置有交流电源装置，交流电源装置上设有电源输出端与电源输入端，输出端与输入端通过交流变压器相连接，输入端为三相交流电源输入，输出端为两相交流电源输出，输出端的上下两极分别通过铜带与上电极和下电极连接。

所述上电极以及上下电极上分别连接有水冷管道。

所述活动炉门的中下部设有透明观察窗，活动炉门与炉膛通过密封圈密封连接。

上压头与炉膛顶面中心部的圆孔之间设置有活动密封圈进行绝缘，下压头与炉膛底面中心部的圆孔之间设置有电木板进行绝缘。

所述支架包括上横梁、下横梁以及四根支撑柱，上横梁与下横梁通过四根支撑柱连接固定，液压缸安装于上横梁上，下电极安装于下横梁上，下横梁与下电极之间通过电木板绝缘。

交流电源装置的机箱上设有散热孔。