主要应用领域;
材料合成与处理
纳米材料制备:如碳纳米管(CNT)、石墨烯的CVD(化学气相沉积)生长,需*控制温度梯度与气体流量(如CH₄/H₂混合气)。
陶瓷烧结:氧化物陶瓷(如Al₂O₃、ZrO₂)或非氧化物陶瓷(如SiC、Si₃N₄)在惰性/还原气氛下的致密化。
金属热处理:合金退火(如钛合金去应力)、渗碳/渗氮(表面改性)。
能源材料研究(电池材料)
正极材料(如NCM三元材料)的固相合成(空气/氧气气氛)。
负极硅碳材料的碳包覆(Ar气氛下高温裂解有机物)。
光伏材料:钙钛矿薄膜的退火、硫化铜铟镓(CIGS)硒化处理。
化学与催化
催化剂活化:负载型催化剂(如Pd/Al₂O₃)在H₂气氛下的还原。
气相反应:CO₂加氢制甲醇、甲烷干重整等反应模拟(搭配石英反应管与在线GC检测)。
半导体与电子
晶圆工艺:扩散掺杂(如磷扩散)、氧化层生长(干法氧化)。
薄膜沉积:ALD(原子层沉积)前驱体的热分解。
环境与地质
样品消解:高温熔融法处理地质样品(如LiBO₂熔剂)。
污染物热解:塑料/生物质的热重分析(TGA)联用实验。
技术特点:
1.精准的温控与加热设计
温区配置:单温区(基础加热) vs. 多温区(如三温区炉,实现梯度加热或恒温段控制)。
*高温度可达1600℃(常规电阻丝)或3000℃(石墨加热体+真空)。
控温精度:±1℃(PID+SCR控制),升温速率可调(0.1~50℃/min)。
2. 气氛控制系统
气体类型:惰性(Ar、N₂)、还原性(H₂、CO)、氧化性(O₂、空气)或腐蚀性(Cl₂、NH₃,需特殊材质炉管)。
流量控制:质量流量计(MFC)*调节气体比例(如H₂/Ar混合比例5%~10%)。
真空兼容:机械泵+分子泵组合,极限真空达10⁻⁴ Pa(避免样品氧化)。
3.炉管与结构设计
炉管材质:石英管:耐高温(1200℃)、透明便于观察,但脆性大(适用于酸性气氛)。
氧化铝管:耐腐蚀、适用碱性环境(如Na₂CO₃熔盐实验)。
不锈钢管:机械强度高,可焊接气路(需内衬防腐涂层)。
密封性:法兰连接+O圈,确保高压/真空环境无泄漏。
4. 安全与自动化
多重保护:超温报警、断气断电联锁、过压泄压阀。
自动化集成:程序控温(支持多段曲线存储)。
与质谱(MS)、气相色谱(GC)联机,实时监测反应产物。
5.特殊功能扩展
旋转炉管:增强粉末样品加热均匀性(如粉末冶金)。
低温冷却:搭配水冷套或液氮阱,实现快速淬火(如金属玻璃制备)。
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