一种高温快速烧结装置的制作方法

1.本实用新型涉及高温烧结，更具体地涉及一种高温快速烧结装置。


背景技术：

2.高温快速烧结是一项前沿的技术，高温快速烧结技术可以减少样品的合成时间，在传统界面合成过程中界面会出现离子扩散的状态，导致材料的性能下降，高温快速烧结可以解决高温合成过程中的界面扩散问题。
3.现有高温快速烧结装置通常使用激光器聚焦等为主要手段，成本高昂。而且，现有的高温快速烧结装置的电加热手段往往加热缓慢，效率低下。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中的高温快速烧结装置的成本高昂等问题，本实用新型提供一种高温快速烧结装置。
5.根据本实用新型的高温快速烧结装置，其包括真空装置和发热装置，其中，真空装置包括用于为待烧结样品提供真空环境的真空仓，发热装置包括碳纸、支架电极、真空法兰电极和电源，其中，碳纸的两端固定连接在支架电极上，支架电极通过真空法兰电极与真空仓外部的电源连接以将电源的电流接到真空仓内的碳纸的两端使其瞬间产生大量焦耳热。
6.优选地，真空装置还包括分子泵和真空法兰阀门，其中，真空法兰阀门的两端分别连接真空仓和分子泵以通过真空法兰阀门来控制真空仓与分子泵的通断。
7.优选地，真空仓具有第一真空法兰接口，真空法兰阀门具有第一kf接口，第一真空法兰接口和第一kf接口可拆卸连接；真空法兰阀门具有第二kf接口，分子泵具有第二真空法兰接口，第二kf接口和第二真空法兰接口可拆卸连接。
8.优选地，真空装置还包括分子泵支架，分子泵置于分子泵支架上。
9.优选地，分子泵的外表面带有散热片，分子泵支架的内表面具有与该散热片契合的凹槽。
10.优选地，真空仓具有枢接于仓体的真空仓门。
11.优选地，真空仓的仓体具有密封槽，其内安装有密封圈，真空仓门通过该密封圈与仓体配合以使真空仓形成密闭空间。
12.优选地，真空仓具有第三真空法兰接口，该真空法兰电极通过第三真空法兰接口安装在真空仓上。
13.优选地，真空仓具有真空观察窗，该高温快速烧结装置还包括温度测量装置，该温度测量装置包括探测器、信号线和信号处理器，其中，探测器被安装在真空仓外的与真空观察窗同轴的位置，信号处理器通过信号线与探测器连接。
14.优选地，该温度测量装置还包括固定在真空仓的顶部的外表面上的探测器支架，探测器固定在探测器支架上。
15.根据本实用新型的高温快速烧结装置，使用廉价的碳纸作为发热材料，用工业低
压大电流电源供电，避免使用昂贵的大功率激光器，降低了设备成本，同时使用真空环境，减少样品在烧结过程中的氧化和杂质的进入，同时保护碳纸不被氧化。具体地，通过大电流(例如50安培左右)的焦耳定律快速积累大量热量，发热材料使用熔点高达3500摄氏度的碳纸，同时通过真空环境可以保护碳纸不会被氧化，从而进行高温快速烧结。根据本实用新型的高温快速烧结装置，真空仓、分子泵支架和探测器支架均使用不锈钢材质，结构稳定。总之，根据本实用新型的高温快速烧结装置，升降温迅速、温度上限高、结构稳定。
附图说明
16.图1是根据本实用新型的一个优选实施例的高温快速烧结装置的整体结构示意图；
17.图2是图1的前视图。
具体实施方式
18.下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。
19.如图1
‑
图2所示，根据本实用新型的一个优选实施例的高温快速烧结装置包括真空装置1、发热装置2和温度测量装置3，其中，真空装置1为待烧结样品提供真空环境，至少部分发热装置2安装在真空装置1内以提供高温条件，温度测量装置3与真空装置1连接以对烧结温度进行监控。
20.真空装置1包括真空仓11、分子泵12和真空法兰阀门13，其中，真空仓11为待烧结样品提供真空环境并用于容纳至少部分发热装置2，分子泵12通过真空法兰阀门13与真空仓11的左侧连接。也就是说，真空法兰阀门13的两端分别连接真空仓11和分子泵12，从而通过真空法兰阀门13来控制真空仓11与分子泵12的通断。具体地，真空仓11的左侧具有第一真空法兰接口111，真空法兰阀门13的右侧具有第一kf接口131，第一真空法兰接口111和第一kf接口131可拆卸连接；真空法兰阀门13的左侧具有第二kf接口132，分子泵12的右侧具有第二真空法兰接口121，第二kf接口132和第二真空法兰接口121可拆卸连接。在装配状态下，抽真空完成后，关闭真空法兰阀门13，关闭分子泵12可继续维持真空仓11内的真空环境。
21.真空仓11的前侧具有枢接于仓体的真空仓门112，其在真空仓11放气以后可以打开取样和装样，完成样品更换后关闭真空仓11抽真空可进行烧结。具体地，真空仓11的仓体具有密封槽，其内安装有密封圈，真空仓门112通过该密封圈与仓体配合以使真空仓11形成密闭空间。
22.真空仓11的右端具有第三真空法兰接口113，其与发热装置2(即下面会提到的真空法兰电极23)配合以实现发热装置2的安装，真空仓11的顶端具有真空观察窗114，其与温度测量装置3(即下面会提到的真探测器31)配合以对真空仓11内的温度环境进行监控。
23.在本实施例中，真空装置1还包括分子泵支架14，分子泵12置于分子泵支架14上。特别地，分子泵12的外表面带有散热片，分子泵支架14的内表面具有与该散热片契合的凹槽。
24.发热装置2包括碳纸21、支架电极22、真空法兰电极23和电源24，其中，碳纸21为发热材料，其两端固定连接在支架电极22上以在真空仓11内为待烧结样品提供高温条件，支
架电极22通过电缆线连接在真空法兰电极23的左端，真空法兰电极23的右端通过电缆线连接在电源24上，从而通过电流在碳纸21上瞬间产生大量焦耳热，实现高温快速烧结。其中，真空法兰电极23使用陶瓷密封类型，其通过第三真空法兰接口113被安装在真空仓11的右端，即真空法兰电极23的左端容纳于真空仓11内以通过电缆线与支架电极22连接，真空法兰电极23的右端从真空仓11中伸出以通过电缆线与电源24连接。具体地，支架电极22和电源24分别带有接线柱，接线柱上连接从真空法兰电极23的两端引出的电缆，从而将真空仓11的外部的电源24的电流接到碳纸21的两端，使碳纸21发热。
25.在本实施例中，发热装置2还包括耐高温支架25，其采用耐高温陶瓷材料，在真空仓11内用于支撑固定碳纸21和支架电极22。特别地，支架电极22与耐高温支架25可拆卸连接，例如用螺丝紧固在耐高温支架25上。
26.温度测量装置3包括探测器31、信号线32和信号处理器33，其中，探测器31被安装在真空仓11外的与其真空观察窗113同轴的位置，信号处理器33通过信号线32与探测器31连接。具体地，信号处理器33带有显示功能，探测器31通过真空观察窗113测试的真空仓11内的温度通过信号线32传递给信号处理器33显示出来，从而通过信号处理器33的显示屏显示真空仓11内的实时温度。
27.在本实施例中，温度测量装置3还包括用于固定探测器31的探测器支架34。具体地，探测器支架34的底端被固定在真空仓11的顶部的外表面上，探测器支架34的顶端具有穿孔，探测器31被安装在探测器支架34的内部，信号线32经过穿孔后连接到同样固定在真空仓11的顶部的外表面上的信号处理器33上。
28.以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。