一种石墨加热器及其制备方法.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CN108934091A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201710387566.8(22)申请日2017.05.26(71)申请人中国科学院地质与地球物理研究所地址100101北京市朝阳区北土城西路19号(72)发明人师文贝杨列坤吴林桑海清王非(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.H05B3/64(2006.01)H05B3/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种石墨加热器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种石墨加热器及其制备方法，该石墨加热器包括一石墨加热体和夹持在石墨加热体的加厚管壁处的两个水冷电极，其中该石墨加热器还包括：两个Ag-Cu-Ti合金箔，分别设置于两个水冷电极与石墨加热体之间，用于使水冷电极和石墨加热体紧密贴合。这种石墨加热器通过冷却水的作用降低了石墨加热体的挥发速率，延长了石墨加热器的寿命；Ag-Cu-Ti钎料钎焊既保证了石墨加热体与水冷铜电极的良好连接，又具有极好的导热性能，提高了设备使用的可靠性；向石墨加热体加热区间延伸的冷却水管增加了降温过程中的降温速率。本发明主要应用于高真空高温电阻炉。CN108934091ACN108934091A权利要求书1/1页1.一种石墨加热器，包括一石墨加热体和夹持在石墨加热体的加厚管壁处的两个水冷电极，其中该石墨加热器还包括：两个Ag-Cu-Ti合金箔，分别设置于两个水冷电极与石墨加热体之间，用于使水冷电极和石墨加热体紧密贴合。2.根据权利要求1所述的石墨加热器，其中，所述石墨加热体为圆管状，管壁厚度为1.5-2mm，材质纯度为99.999％，且石墨加热体一端具有两切口，具有切口的石墨加热体一端的管壁为加厚管壁，加厚管壁的高度小于切口的高度；其中，每一切口宽度为2-3mm，将石墨加热体分成均等的两部分。3.根据权利要求1所述的石墨加热器其中，所述水冷电极为形状不规则的铜块，厚度2cm，纯度为99.99％。4.根据权利要求1或3所述的石墨加热器，其中，所述水冷电极具有冷却水管，该冷却水管的材料为铜，包含铜管以及特制管接头。5.根据权利要求1所述的石墨加热器，其中，所述Ag-Cu-Ti合金箔为Ag63Cu35Ti2合金箔，厚度为0.1mm。6.一种制备权利要求1至5中任一项所述的石墨加热器的方法，其中，该方法包括：对石墨加热体和水冷电极进行预处理；将Ag-Cu-Ti合金箔贴于石墨加热体；将贴有Ag-Cu-Ti合金箔的石墨加热体与水冷电极进行钎焊；以及安装冷却水管，使冷却水管通过水冷电极上表面的开口与水冷电极连接。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述对石墨加热体进行预处理包括：将石墨加热体外表面的加厚管壁进行表面抛光处理，获得光滑的表面，用于与水冷电极连接；石墨加热体抛光面在丙酮溶液中清洗，然后用无水乙醇冲洗，吹干。8.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述对水冷电极进行预处理包括：对水冷电极与石墨加热体外表面的加厚管壁连接处进行表面抛光处理，获得光滑的表面；水冷电极抛光面在丙酮溶液中进行清洗，然后用无水乙醇冲洗，吹干。9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述将贴有Ag-Cu-Ti合金箔的石墨加热体与水冷电极进行钎焊包括：将贴有Ag-Cu-Ti合金箔的石墨加热体与水冷电极放在模具上固定，放入真空炉中进行钎焊，真空度为6×10-3Pa；钎焊温度不超过950℃，钎焊保温时间不大于20分钟，冷却速率不大于20℃/min。10.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述安装冷却水管包括：从炉中取出冷却后的含水冷电极的石墨加热体，安装冷却水管后，使冷却水管通过水冷电极上表面的开口与水冷电极连接，该石墨加热体成为为石墨加热器。2CN108934091A说明书1/5页一种石墨加热器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种石墨加热器及其制备方法，尤其涉及一种超高真空高温实验炉的石墨加热器。背景技术[0002]一般而言，矿物中稀有气体制备通常是使用真空电阻炉或者高频感应炉，在真空环境下将矿物加热到高温环境，使矿物中的稀有气体以扩散的方式释放出来并进行分析。由于高频感应炉在低温阶段(＜600℃)存在测温困难的问题，因此对于需要从低温阶段开始进行精细加温的实验，还是以真空电阻炉的应用为主。常用的真空电阻炉又分为石墨加热器炉和钽片或钽丝加热器炉。[0003]加热体作为电阻炉的“心脏”，在满足应用需求的情况下我们必须优先考虑其使用寿命。现在市场上常见的是以钽片或钽丝作为加热器的炉子，真空条件下最高温度可以达到2200℃，但由于高温下钽的蒸发以及膨胀会导致加热器电阻增大并且发生变形，影响使用寿命。另外