[发明专利]高温材料制备过程中温场核心区域的测温方法

说明书

本发明公开了高温材料制备过程中温场核心区域的测温方法，高温材料技术领域。本申请采用倾斜装炉的方式，并利用结晶块使坩埚相对于温场保持倾斜状态，待温场内核心区域的温度达到熔点温度时，结晶块熔化，坩埚恢复至正位安装状态。因此，本申请所提供的方法能够准确捕捉到晶体熔点温度的时刻，并且能够使坩埚恢复至无歪斜正位安装状态，达到关键点精确测温和测温后对温场影响为零的效果。

技术领域

本发明涉及高温材料技术领域，具体而言，涉及高温材料制备过程中温场核心区域的测温方法。

背景技术

在高温材料制造等领域，比如YAG、蓝宝石、LYSO等晶体材料生产中，其温场的高温核心区域往往达到甚至超过了2000摄氏度，而生产中常需要测定温场内部高温核心区域的关键位置在一定功率气氛等综合环境下的温度情况，以此确定下一步生产行动或参数调整。这些测量点受保温材料包裹、空间狭小、温度高的限制，还伴有特定的氧化、碳化、含氢等化学气氛。目前，高温核心区域温度的测量主要依赖红外类、热偶类、测温块类和热重力等几类技术手段，但是这几种技术手段在上述使用情况下均存在两个问题：(1)实际上测温难以实现；(2)会改变温场结构。

红外类测温手法需要直视测温点，而测温点受保温材料包裹无法直视，导致该手段无法使用。如果要强行使用该测温法，就需要开观察窗，该观察窗需要穿透多层温场结构，而且开孔面积较大，比如一般开孔直径或宽度都显著大于20mm，会严重破坏温场原有的保温设计。

热偶类由于在高温下热偶丝会暴露在氧化、碳化、含氢等化学气氛下，耐氧化的铂合金热偶耐温不够高，钨钼硅类热偶无法在这些化学气氛下工作，所以目前所有类型热偶中都没有能胜任的。而且热偶也需要在温场中开辟空间来安装，所以同样必然对原本温场结构产生改变。尤其是热偶和温场材料之间由于热膨胀率，表面粗糙度等不同，难以契合，从而改变该处的气流场和温度分布。

对于测温块类，诸如陶瓷测温块这类测温法需要降温并取出测温块进行测量，才能获取数据，这明显无法满足测温后继续生产流程的要求。

热重力类如GB2352303热重力分析仪之类的方法都依赖金属支架和重物掉落产生“冲击”来测量，需要开辟较大的空间来假设带重物的金属支架和给予重物足够宽足够深的掉落空间。这类方法由于对空间的较大需求，无法适用于这种空间狭小的环境。如果强行开辟空间安装，那么这对于温场的破坏无疑是毁灭性的。

热重力法和热偶法存在同样的问题，即找不到合适的金属材料。炉内的高温下，氧化，还原，腐蚀等气氛会对测量设备比如热偶的金属丝，热重分析仪的金属支架产生化学反应。而对于已知现有金属材料，测量点的温度已经超过了大多可用金属的工作温度上限，比如具备化学惰性的铂金熔点只有1773度，而铂铑热偶测温上限也只有1700～1800摄氏度，对YAG、蓝宝石、LYSO等温场核心高温区域温度超过2000摄氏度的情况无能为力。而以钨钼为代表的现有高温合金材料，不具备铂金这类金属的化学惰性，均无法在炉内的氧化、还原、碳化等复杂化学气氛下长时间工作。

此外，热重力法还存在额外问题，绝大部分金属在接近熔点时，大多会出现金属晶粒变大、软化、拉伸承压等机械强度急剧下降的现象，而且这种现象都存在一个温度区间，而非如熔点一样的固定温度点，这就导致依赖金属熔化来达到测温目的的方法往往都会因此失准不可靠。

以上几种测温手段在测温后对温场核心高温区结构的不可逆改变，从而导致温场在测温之后的生产时，实际温场分布偏离了原本无测温装置时的设计。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温材料制备过程中温场核心区域的测温方法，旨在达到关键点精确测温和测温后对温场影响为零的效果。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种高温材料制备过程中温场核心区域的测温方法，包括：将装料后的坩埚或坩埚安装处对应的保温砖以倾斜装炉的方式安装于温场中，温场的型号与坩埚的型号相适应；