第四代放电等离子热压烧结炉

一、设备用途

    放电等离子热压烧结炉是当今世界上较先进的快速热压炉之一。具有烧结速度快，样品致密高等优点，是烧结纳米相材料，梯度功能材料，介孔纳米热电材料，稀土永磁材料，合金玻璃非平衡态材料及生物材料zui有力的工具。

二、设备特点

1.更精确的温度测量：采用直流脉冲加热，模具与样品的电阻值往往不一致，其结果导致的样品中心与边缘温度存在误差（严重时可差200度）。而传统炉采用模具侧壁的测温方式测得的温度不准确。我们四代机采用进口双色红外测温仪，直接测量样品中心温度，获得更精确的温度值，从而制备出满意的样品。

2.更低的能耗：采用低电压大电流加热，输电馈电极、输电缆、模具压头等材料和结构的选择往往决定温度能耗比，我们四代机采用高强度低电阻馈电极材料，无水冷输电方式，能量聚中的模具压头结构，在同等电流下获得更快的升温速度。

3.先进的集成化电源：

四代机采用微机控制全数字式脉冲电源，配上英国品牌的微型整流变压器，获得理想化的脉冲参数控制。

4.控制柜与炉体一体化结构，采用上部加压方式，结构更合理，操作更方便。

三、技术参数

1、电源功率∶           100 KVA

2、输入电压∶           AC 380V、50Hz

3、输出电流（瞬间）∶   DC 0-10000 A

4、输出电压（瞬间）∶   DC 0-10 V

5、加热电源：采用进口集成化电源微机控制全数字式脉冲电源，配上进口的微型整流变压器，获得理想化的脉冲参数控制。

5、脉冲开通/关断时间：  5-255 ms

6、zui高温度∶           2300 ℃

7、升温速率：           600 ℃/分钟(烧结材料决定一定的升温速率)

8、zui大压力∶           20T

9、压头直径∶           Φ100ｍｍ

10、zui大位移∶          100ｍｍ

11、冷态极限真空度∶    6×10^-4 Pa

12、压力波动：         ≤±0.1MPa

13、压升率：           ≤3Pa/小时

13、充气压力（微正压）：<0.015MPa（可实现自动充放气）

14、烧结样品：Φ20～100mm（根据材料电阻决定）

15、炉体采用双层水冷结构，全不锈钢材料，内部精密抛光，外表精细抛光处理。炉体侧开门，装卸模具方便，炉侧安装有热电偶一支，炉顶安装进口双色红外仪一套。炉体上部安装有可靠的不锈钢波纹管轴向密封，动密封长期可靠。炉体安装在一箱体上，箱体与承压横梁和立柱通过紧固件固定。电动缸安装在上横梁上，上下输电轴由特殊耐压高导电材料制成，通过耐高温绝缘件实现与炉体绝缘。

16、脉冲直流电源，采用IGBT为数字功率模块，非晶软磁合金材料为变压器铁芯。配有电压、电流自动反馈。系统故障诊断保护功能。

17、控温方式：K型热电偶及进口红外仪。

18、水冷系统：采用密闭式，由管道、阀等相关装置组成。由各种管道阀等相关装置组成。冷却水总管进入后，经过各支管送到炉体、炉盖、炉底、水冷电极等需要冷却水的地方，然后汇总到水管排除。冷却水循环水管采用黑色橡胶管，不锈钢接头与橡胶管采用压制连接。总进水管路设有电接点压力表，具有断水声光报警自动切断电源功能。每路冷却水进水管都装有手动不锈钢阀门，可手动调节水流量大小。重要水路回水管，装有水温及流量报警器。

18、真空系统：由壹台中韩合资北仪优成TRP-48直联泵、分子泵、真空电动阀门等组成真空机组，真空系统安装电磁充气阀、放气阀、真空压力表、数显压力传感器。真空管道与泵采用金属波纹软管快速接头联接，真空度的测量由真空计执行。

19、加压系统：采用机械加压优质液压泵、进口比例压力调节阀、进口压力传感器及进口节流阀等组成。液压系统设有冷却器，可长期工作压力平稳。石墨模具采用我司研发的设计的新型结构，结构可靠，受力均匀。

（石墨模具）

（液压站）

20、控温系统：具有多组P.I.D功能全自动控制，具有超温声光报警功能，电控系统还具有过流、断水、超温等声光报警功能。电器元件采用欧姆龙或施耐德品牌，电控屏箱按威图标准制作,操作方便。

（触摸屏显示面板）

电气控制系统集中在控制柜中，面板上设计了液晶触摸屏、数显电流及电压表、温控仪、真空计等。控制柜为标准电控柜结构，集成了通风系统。能够保证不会因为环境温度过高而影响柜内元件及仪表的正常使用。

控制部分以触摸屏和可编程控制器PLC为核心，配以空气开关、接触器、继电器、指示灯等元器件，通过各种传感器的信号，实现炉体机械机构的逻辑控制。对温度、真空度等进行记录、存储、实时显示、设定工艺曲线，具有多组工艺配方的储存、调用功能。全部工况动作配有安全联锁保护，具有超温断电，停水断电（停止加热、真空泵等)。设置必要的声光报警及保护，例如超温、水压低、气压低等，设置有应急开关。

（触摸屏压力测试示意图，其中红色线与绿色线重叠，测试压力浮动较稳定，压力波动较小）

温度控制系统主要功能特点：

1）配方设定（设定温度、设定时间、PID号、功率限幅），设定1-36步内可选择。

2）配方查看、新增（含以模板新增）、保存、替换、删除、调用、配方导入、配方导出功能。

3）工艺跳步，支持向前、向后跳步，支持两种模式：渐变模式、突变模式，即跳步时，SV值是当前值还是目标步的设置值。

4）工艺保持（暂停）功能。

5）工艺运行时，当前步参数以绿色背景凸显，便于观察。

6）PID设定、调用，设定多组PID。

7）AT自整定（自整定温度、自整定幅度），支持自整定过程中退出。

8）实时曲线显示，坐标轴刻度可调（等同于放大或缩小曲线），支持实时曲线截图。

9）热电偶超温、断丝报警。

10）操作权限管理，可设置多重操作权限（默认两级权限）。

11）触摸屏软启动、设置屏幕背光时间、蜂鸣器开关等功能。

12）数据管理功能：

a)历史数据记录及导出，存盘时间周期可设定。

b)历史数据导出成功，有导出条数提醒。

c)历史曲线查看。

d)报警记录查询。

第四代放电等离子热压烧结炉