[实用新型]一种垂直区熔合成热电材料的装置

说明书

本实用新型公开了一种垂直区熔合成热电材料的装置，包括炉体、振动器、加热体提升装置、PLC控制装置、第一限位部和第二限位部；所述炉体内设有加热体、圆环反射弧装置和保温隔热层，所述加热体为环状结构，所述圆环反射弧装置设置在所述加热体外侧，所述加热体与所述圆环反射弧装置之间以及所述圆环反射弧装置与所述炉体外壳之间均由所述保温隔热层填充；石英管从上往下依次穿过第一限位部、加热体的中心孔和第二限位部，第一限位部和第二限位部均用于对石英管进行限位。本实用新型提供的合成装置操作简单，且可控程度高，合成过程中各参数的调节由PLC智能集中控制，可获得更高品质的热电材料，同时增加产量，降低成本。

技术领域

本实用新型涉及热电材料加工领域，尤其涉及一种垂直区熔合成热电材料的装置。

背景技术

温差电(TE)现象也称热电现象。1822年，Thomas Seebeck发现温差电动势效应(TE材料发电原理)；1834年，Jean Peltier发现电流回路中两不同材料半导体结界面处的降温效应(TE材料制冷处理)。20世纪50年代发现一些良好的半导体TE材料。通常把ZT≥0.5的材料称为TE材料。

热电材料常用的为碲化铋基材料，商业化程度较高，目前常用的碲化铋基材料主要通过区熔法、热压法、SPS烧结等制备方法来制备。其中热压法和SPS烧结制备方式简单便捷，可提高材料力学强度，具有较好的加工性能，但在制备过程中，材料需在一定的压力的诱导作用下产生一定的取向性，故对于烧结压力的控制来决定材料的最终性能，且此类制备方法存在的不足之处是设备价格昂贵，相对产量少，难以产业化。区熔法可制备出强取向性的碲化铋基热电材料，其热电性能最佳，但其加工性能稍差，可实现产业化。

区熔法为目前常用的热电材料制备方法，目前所用的垂直区熔合成热电材料的装置存在如下问题：

(1)温区径向均匀性不好，很难合成直径大于30mm的优质晶棒；

(2)竖直方向温度精度控制偏差太大；

(3)加热体提升速度控制范围偏小，复位过程时间偏长。

为此，本实用新型提供了一种新的垂直区熔合成热电材料的装置，用以解决现有的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种垂直区熔合成热电材料的装置，可解决现有传统装置中所出现驱动、加热、振动操作无法集中精确化控制影响生产效率等问题，所述技术方案如下：

本实用新型提供一种垂直区熔合成热电材料的装置，其包括炉体、振动器、加热体提升装置、PLC控制装置、第一限位部和第二限位部；所述炉体内设有加热体、圆环反射弧装置和保温隔热层，所述加热体为环状结构，所述圆环反射弧装置设置在所述加热体外侧，所述加热体与所述圆环反射弧装置之间以及所述圆环反射弧装置与所述炉体外壳之间均由所述保温隔热层填充；

石英管从上往下依次穿过第一限位部、加热体的中心孔和第二限位部，第一限位部和第二限位部均用于对石英管进行限位；所述振动器用于对石英管进行振动；

所述PLC控制装置能控制所述加热体开启、关闭或调节加热功率，以及控制加热体提升装置和振动器开启或停止工作；

在所述加热体提升装置的驱动下，所述炉体沿着石英管的管长方向上下移动。

进一步地，所述加热体提升装置包括驱动装置和丝杆，所述丝杆上设有能固定所述炉体的平台。

进一步地，所述驱动装置包括步进电机和减速机。

进一步地，所述第一限位部设有若干被石英管穿过的上位限位孔，所述第二限位部设有若干与所述上位限位孔一一对应的被石英管穿过的下位限位孔，所述上位限位孔和所述下位限位孔分别对石英管的上部和下部进行限位。