一种用于摇摆炉的炉室的制作方法

1.本实用新型涉及人工晶体制备领域，尤其涉及一种用于摇摆炉的炉室。


背景技术：

2.已知的，热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，其具有无污染、无损耗、可靠性高等特点，可以大幅度提高能源利用率，缓解环境污染等问题，热电材料塞贝克效应和帕尔帖效应发现距今已有100余年的历史，无数的科学家已对其进行了深入而富有成效的研究和探索，取得了辉煌的成果。随着研究的不断深入，热电材料的性能将会进一步提高，必将成为我国新材料研究领域的一个新的热点。
3.以碲化铋为例，碲化铋是被广为使用于热电致冷器的材料，其最佳运作温度《450℃。由于碲化铋基材料的本征层状结构特征，非常容易沿c轴晶面发生解理，导致材料的加工强度非常弱，加工的成材率非常低，加工难度大。
4.目前市场上的碲化铋基热电材料的热电转换效率较低，由于碲化铋热电材料内不同晶面方向的电输运性能和热输运性能差别很大，所以采用sps技术和热压烧结技术生产的各向同性的多晶碲化铋热电材料的电子迁移率非常低，导致其电输运性能的不匹配。
5.为了克服上述技术问题，提高碲化铋基热电材料的热电转换效率，制备具有择优取向、在（001）晶面方向具有高取向的本领域技术人员碲化铋基热电材料粉体是最好的途径，所以，目前亟待研发出一种碲化铋基热电材料的生产方法用来满足目前的所需，但在碲化铋基热电材料的生产过程中大都通过摇摆炉进行制备，现有摇摆炉的炉室内只有一个石英管放置工位，即一次只能制备一根，且由于石英管两端未进行防护，在摇摆过程中极易导致石英管破裂，最终造成制备失败，大大降低了其生产效率，增加了生产成本等，那么如何提供一种用于摇摆炉就成了本领域技术人员的长期技术诉求，而在整个摇摆炉中，揺摆炉的炉室是其中的关键部件之一，对炉室的结构进行改进是提高制备效率的关键，因此，如何提供一种用于摇摆炉的炉室就显得尤为重要。


技术实现要素：

6.为了克服背景技术中的不足，本实用新型提供了一种用于摇摆炉的炉室，本实用新型通过在炉室主体内设置复数个石英管放置工位，然后通过在石英管的两端放置高温棉，在一次同时设置多根石英管放置工位的同时还有效的避免了石英管在摇摆的过程中发生破碎的风险等。
7.为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种用于摇摆炉的炉室，包括炉室主体、电阻丝、加热管、固定盘和石英保护管，在所述炉室主体的中部设有加热管穿孔，在加热管穿孔开口端的炉室主体上设有炉门，在所述加热管穿孔内设有加热管，在所述加热管的外缘面与加热管穿孔内缘面之间设有电阻丝，在加热管内间隔设有至少两个固定盘，在固定盘上设有至少一个石英保护管，所述石英保护管的左端头固定设有圆管堵头，所述圆管堵头的左端面抵接炉室主体，在石英保护管
的右端头活动设有管套，所述管套的右端头抵接炉门，在石英保护管内设有石英管形成所述的用于摇摆炉的炉室。
9.所述的用于摇摆炉的炉室，所述固定盘设置为四个，四个固定盘上分别设有至少一个石英管穿孔，四个固定盘上的石英管穿孔对应且同心设置。
10.所述的用于摇摆炉的炉室，所述固定盘上设有八个石英管穿孔，八个石英管穿孔为中部设置一个，另外七个石英管穿孔环绕中部的石英管穿孔均布设置。
11.所述的用于摇摆炉的炉室，所述圆管堵头与石英管左端头之间设有高温棉。
12.所述的用于摇摆炉的炉室，所述管套与石英管右端头之间设有高温棉。
13.所述的用于摇摆炉的炉室，所述圆管堵头的左端面设有向右凹陷的沉孔，在圆管堵头的右端面设有向左凹陷的凹槽，在所述沉孔的孔底设有贯通至凹槽的螺孔，所述螺孔丝接封口螺栓。
14.所述的用于摇摆炉的炉室，所述加热管穿孔贯通至炉室主体的左右两端，在炉室主体的左右两端分别设有左炉门和右炉门。
15.所述的用于摇摆炉的炉室，所述电阻丝外接加热电源。
16.所述的用于摇摆炉的炉室，所述炉室主体外接摇摆机构。
17.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
18.本实用新型通过在炉室主体内设置复数个石英管放置工位，然后通过在石英管的两端放置高温棉使石英管牢牢的固定在石英管放置工位上，在一次同时设置多根石英管放置工位的同时还有效的避免了石英管在摇摆的过程中发生破碎的风险，有效的提高了生产效率，降低了生产成本等，本实用新型具有结构简便，使用效果好等特点，适合大范围的推广和应用。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是图1的左视结构示意图；
21.图3是本实用新型的局部结构示意图；
22.图4是图3的a-a剖视结构示意图；
23.图5是本实用新型中加热管固定盘的结构示意图；
24.图6是本实用新型中圆管堵头的结构示意图；
25.在图中：1、炉室主体；2、电阻丝；3、加热管；4、右炉门；5、管套；6、固定盘；7、石英管；8、左炉门；9、圆管堵头；10、石英保护管；11、高温棉；12、封口螺栓；13、石英管穿孔；14、凹槽；15、螺孔；16、沉孔。
具体实施方式
26.通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，公开本实用新型的实用新型目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例；
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型
和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.结合附图1～6所述的一种用于摇摆炉的炉室，包括炉室主体1、电阻丝2、加热管3、固定盘6和石英保护管10，在所述炉室主体1的中部设有加热管穿孔，在加热管穿孔开口端的炉室主体1上设有炉门，在具体实施时，炉门可以设置为一个，也可以设置为两个，当设置为一个炉门时，炉室主体1上的加热管穿孔为沉孔，当设置为两个炉门时，炉室主体1上的加热管穿孔为通孔，具体结构如图1所示，即加热管穿孔贯通至炉室主体1的左右两端，在炉室主体1的左右两端分别设有左炉门8和右炉门4，左炉门8和右炉门4分别通过铰链连接，左炉门8和右炉门4分别通过锁紧机构锁紧，炉室主体1、左炉门8和右炉门4内部分别填充耐火砖，此结构为本领域使用的常规结构，因此不对其具体结构做累述；
30.进一步，如图1、4所示，在所述加热管穿孔内设有加热管3，在所述加热管3的外缘面与加热管穿孔内缘面之间设有电阻丝2，所述电阻丝2外接加热电源，在加热管3内间隔设有至少两个固定盘6，实施时，固定盘6与加热管3焊接在一起实现固连，在固定盘6上设有至少一个石英保护管10，具体实施时，如图1、4所示，所述固定盘6优选设置为四个，四个固定盘6上分别设有至少一个石英管穿孔13，四个固定盘6上的石英管穿孔13对应且同心设置，实施时，所述固定盘6上设有八个石英管穿孔13，八个石英管穿孔13为中部设置一个，另外七个石英管穿孔13环绕中部的石英管穿孔13均布设置。即炉室主体1设置八个石英管7放置工位；
31.进一步，所述石英保护管10的左端头固定设有圆管堵头9，即圆管堵头9与石英保护管10的左端头通过焊接实现固连，然后在圆管堵头9与石英管7左端头之间设有高温棉11，所述高温棉11可优选为高温溢流棉，圆管堵头9的左端面抵接炉室主体1，即圆管堵头9的左端面抵接加热管穿孔的孔底或左炉门8，在石英保护管10的右端头活动设有管套5，所述管套5与石英管7右端头之间同样设有高温棉11，管套5的右端头抵接炉门，即管套5的右端头抵接右炉门4，在石英保护管10内设有石英管7形成所述的用于摇摆炉的炉室。
32.具体实施时，所述圆管堵头9的左端面设有向右凹陷的沉孔16，在圆管堵头9的右端面设有向左凹陷的凹槽14，在所述沉孔16的孔底设有贯通至凹槽14的螺孔15，所述螺孔15丝接封口螺栓12。
33.进一步，所述炉室主体1外接摇摆机构。
34.进一步，所述石英管7内放置待预制的材料。
35.本实用新型在具体使用时，以制备碲化铋棒料为例，其操作方法具体包括如下步骤：
36.第一步、备料：
37.将备好的碲化铋粉末或碲化铋颗粒装入预制的石英管7内；
38.第二步、封堵石英管7：
39.对石英管7内部进行抽真空，石英管7的真空度达到设定值后封堵石英管7的管口；
40.第三步、固定石英管7：
41.将石英管7从石英保护管10的开口端插入到石英保护管10内，此时石英管7的一端抵接圆管堵头9，为了避免石英管7的端头与圆管堵头9发生碰撞，在圆管堵头9与石英管7端头之间设置高温棉11或其他耐高温的减震材料，然后在石英管7另一端的石英保护管10内同样填充高温棉11或其他耐高温的减震材料，然后在石英保护管10的开口端套接管套5，此时为了避免石英管7在石英保护管10内产生晃动，操作时，通常会放置多一些高温棉11或其他耐高温的减震材料，此时，如果高温棉11或其他耐高温的减震材料过多时，会挤压石英管7导致石英管7破裂，为了避免此情况的发生，可以拧开封口螺栓12，从封口螺栓12出掏出一部分高温棉11或其他耐高温的减震材料，比如氧化锆棉、氧化铝棉、莫来石棉、碳毡，确保石英管7的安全等，实施时，所述高温棉11可优选为高温溢流棉，高温溢流棉可以防止混料过程中石英管7发生碎裂，一旦石英管7发生碎裂，石英管7内的熔液流出会侵蚀石英保护管10、加热管3等部件，大大降低了其使用寿命等，然后关闭揺摆炉的炉门；
42.第四步、制备碲化铋铸锭：
43.按具体生产工艺设置升温曲线，保温曲线及降温曲线，点击启动开始升温，在升温过程中，开启运控系统，设置每分钟摇摆频次、摇摆时间等技术参数，并启动摇摆功能，设备自动摇摆并按摇摆时间进行倒计时（设备目前统一设置摇摆幅度为0～30
°
，可通过连杆机构进行调节）；
44.升温结束后将进入预设保温过程，设备保持温度为设定温度并自主调节恒温精度为
±1°
。
45.保温过程结束后，设备倒计时到达时间后，自动停止至0
°
位置，设备进入降温区间；
46.降温完成后，打开炉门，取出制备好的混合液料，特别注意高温，混合料为易碎物品，轻拿轻放。
47.需要说的是，本实用新型不仅适用于碲化铋棒料的制备，同样也适用于其它人工晶体的制备。
48.以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
49.为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。