一种多功能电子束区域熔炼炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111118596A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号202010025190.8(22)申请日2020.01.09(71)申请人有研工程技术研究院有限公司地址101407北京市怀柔区雁栖经济开发区兴科东大街11号(72)发明人孙照富宁堃(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人李全旺(51)Int.Cl.C30B13/22(2006.01)C30B29/02(2006.01)C22B9/22(2006.01)C22B34/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种多功能电子束区域熔炼炉(57)摘要本发明属于超纯材料制备技术领域，尤其涉及一种多功能电子束区域熔炼炉，包括上送料夹料机构1、炉体2、电子枪3、真空系统4、机架5、电子枪移动机构6、下送料夹料机构7、观察视窗8、操控箱9、高压电源、自动控制系统和水冷系统；所述上送料夹料机构1深入到炉体2内的端部为上夹料头，所述上夹料头上夹持待熔化的料棒。本发明可满足枪体与送料夹料机构同步协调运动的功能，可实现熔炼材料的多样化，结构紧凑，可满足直径50mm尺寸的料棒熔炼，布局合理，维修维护方便。CN111118596ACN111118596A权利要求书1/1页1.一种多功能电子束区域熔炼炉，包括上送料夹料机构(1)、炉体(2)、电子枪(3)、真空系统(4)、机架(5)、电子枪移动机构(6)、下送料夹料机构(7)、观察视窗(8)、操控箱(9)、高压电源、自动控制系统和水冷系统；所述上送料夹料机构(1)深入到炉体(2)内的端部为上夹料头，所述上夹料头上夹持待熔化的料棒；所述炉体(2)上面留有真空系统接口、上下送料接口以及电子枪移动机构接口，侧面留有观察视窗接口；所述电子枪(3)的主体部分采用自加速式环形枪,包括环形阴极块、紫铜底板、灯丝和高压绝缘板；所述真空系统(4)包括采用分子泵和机械泵组成的真空机组；所述机架(5)用于支撑炉体；所述电子枪移动机构(6)与电子枪(3)的底座采用陶瓷绝缘连接，电子枪移动机构(3)控制电子枪的上、下移动；所述下送料夹料机构(7)深入到炉体(2)内的端部为下夹料头，夹料头上夹持待熔化的料棒；所述观察视窗(8)与炉体焊接固定，设有反射观察窗，所述反射观察窗为迷宫式,耐450℃的烘烤,并装有铅玻璃防护屏和可调的玻璃挡板；所述操控箱9用于控制设备在使用时达到控制要求；所述机架(5)采用型材焊接成型，电子枪移动机构(3)采用丝杠螺母机构加伺服电机驱动方式控制电子枪的上、下移动。2.根据权利要求1所述的多功能电子束区域熔炼炉，其特征在于，所述上送料夹料机构(1)通过丝杠螺母机构带动料棒上下移动，上送料夹料机构(1)的料杆跟料棒形成为一体。3.根据权利要求1所述的多功能电子束区域熔炼炉，其特征在于，所述炉体(2)采用双层水冷不锈钢焊接，内部布置加强筋板。4.根据权利要求1所述的多功能电子束区域熔炼炉，其特征在于，所述环形阴极块由无氧紫铜制成,内部水冷，由灯丝产生的电子靠栅极和阳极产生的电位分布使之偏转、聚焦和加速，通过阴极窄缝轰击在物料上。5.根据权利要求1所述的多功能电子束区域熔炼炉，其特征在于，所述真空系统(4)设有真空连锁保护装置，所述真空连锁保护装置包括设置在炉体上的真空计，以测量真空度，各真空计均设有真空报警点，低于设定值时自动报警。6.根据权利要求1所述的多功能电子束区域熔炼炉，其特征在于，所述下送料夹料机构(7)与上送料夹料机构(1)对应，通过丝杠螺母机构带动料棒上、下移动，所述下送料夹料机构(7)的料杆跟料棒形成为一体。2CN111118596A说明书1/4页一种多功能电子束区域熔炼炉技术领域[0001]本发明属于超纯材料制备技术领域，特别地涉及一种多功能电子束区域熔炼炉。背景技术[0002]现代先进制造材料及装备对高温难熔金属材料的纯度和晶体的完整性要求愈来愈高，也正由于材料在超纯时所具备的独特性能所决定的。因此，超纯材料的制备正引起广泛的重视。[0003]电子束区熔炉是提纯和制备高熔点活性金属单晶的专用设备，利用电子束区熔炉可以在高真空(约6.7×10-3Pa)的条件下,将钨、钼、钽、铌、钛、锆、铪等高熔点活性金属加以提纯并拉制成单晶,还可以将Al2O3、宝石、陶瓷等绝缘材料加温脱气。电子束区熔炉是在高真空条件下进行，被熔物料呈棒状,穿过电子枪的阳极孔,两端固定在夹头上，由于电子高速轰击的结果,在料棒的局部集中了很大的能量而升温熔化,熔化了的物料靠着本身的表面张力形成细颈状的熔融区域(熔区)，随着电子枪上移,熔区会由物料的下端至上端移动,熔化了的金属处在超高真空的炉膛中,因此,金属液体中的杂质和气体均