一种微米级测控真空热压烧结炉系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102980389A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102980389A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201110259120.X(22)申请日2011.09.02(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村北一条2号(72)发明人李江涛王丽丽梅林贺刚赵培刘光华陈义祥(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人李柏(51)Int.Cl.F27B5/05(2006.01)F27B5/06(2006.01)F27D21/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种微米级测控真空热压烧结炉系统(57)摘要本发明属于制备功能陶瓷材料的设备系统，具体涉及一种能精确控压并对材料烧结曲线进行微米级动态测量的微米级测控真空热压烧结炉系统。其主要由计算机数据测控系统、电子试验机加压系统和高温真空烧结炉系统构成；其中所述的电子试验机加压系统中的电子试验机压头与计算机数据测控系统中的压力位移传感器相连接；高温真空烧结炉系统中的高温烧结炉的底座和下压头放在电子试验机加压系统中的伺服电机的上面。本发明的微米级测控真空热压烧结炉系统，在对高温烧结样品进行精确控压的同时，能实现对烧结样品的烧结曲线进行微米级的动态测量，有利于缩短研究功能陶瓷材料烧结特性的实验周期，提高科研甚至生产效率，节约能源。CN102983ACN102980389A权利要求书1/1页1.一种微米级测控真空热压烧结炉系统，主要由计算机数据测控系统、电子试验机加压系统和高温真空烧结炉系统构成；其特征是：所述的电子试验机加压系统中的电子试验机压头与计算机数据测控系统中的压力位移传感器相连接；高温真空烧结炉系统中的高温烧结炉的底座和下压头放在电子试验机加压系统中的伺服电机的上面。2.根据权利要求1所述的微米级测控真空热压烧结炉系统，其特征是：所述的计算机数据测控系统主要由压力位移传感器和计算机构成，二者通过数据线连接；所述的压力位移传感器的一面与所述的电子试验机加压系统中的电子试验机压头固定相连，所述的压力位移传感器的另一面固定在所述的电子试验机加压系统中的移动横梁的下面。2CN102980389A说明书1/3页一种微米级测控真空热压烧结炉系统技术领域[0001]本发明属于制备功能陶瓷材料的设备系统，具体涉及一种能精确控压并对材料烧结曲线进行微米级动态测量的微米级测控真空热压烧结炉系统。背景技术[0002]功能陶瓷材料的致密度、晶粒尺寸等性质对产品性能影响巨大，如何控制其烧结工艺，使材料既能烧结致密，又能避免高温烧结引起的晶粒粗化，是功能陶瓷材料制备研究的关键问题之一。真空热压烧结是能满足功能陶瓷材料烧结要求的少数几种有效手段之一。但现有的真空热压烧结炉的加压系统均采用油压驱动。采用油压系统存在的问题是：加压速率控制精度低；压力控制不稳定，过压、欠压波动大；压头位移测量不准确，对烧结过程中材料收缩量不能精确测量，无法在短实验周期内掌握材料烧结的最佳工艺等。这些问题都不利于烧结陶瓷质量稳定性、可重复性和研制效率的提高。发明内容[0003]本发明的目的是针对现有油压驱动的真空热压烧结炉的不足之处，提供一种能在精确控压的同时，对材料烧结曲线进行微米级动态测量的微米级测控真空热压烧结炉系统。[0004]本发明的设计原理是在现有真空热压烧结炉系统的基础上，更换加压系统，即改变其油压驱动的加压模式，参考万能电子试验机的伺服电机加压模式，采用加高加宽电子试验机代替油压加压系统，同时采用计算机数据测控系统，实现烧结过程中的功能陶瓷材料收缩量的动态精确测量。[0005]本发明的微米级测控真空热压烧结炉系统如图1所示，主要由计算机数据测控系统、电子试验机加压系统和高温真空烧结炉系统构成；其中，电子试验机加压系统中的电子试验机压头与计算机数据测控系统中的压力位移传感器相连接(可通过焊接固定在一起)；高温真空烧结炉系统中的高温烧结炉的底座和下压头放在电子试验机加压系统中的伺服电机的上面(可通过铆钉固定在一起)。计算机数据测控系统控制电子试验机加压系统及高温真空烧结炉系统为高温烧结炉提供压力，并在功能陶瓷材料的烧结过程中，采集电子试验机加压系统中的电子试验机压头的工作数据，从而实现对功能陶瓷材料烧结收缩情况的动态测量。[0006]所述的电子试验机加压系统主要由电子试验机压头、移动横梁(该移动横梁可上下移动)、伺服电机和主机框架构成；其中只是所述的主机框架经过加高加宽处理。该系统的各部分结构及连接情况等技术方案与原电子试验机加压系统的技术方案基本相同，在此不再赘述。所述的电子试验机加压系统的压力输出范围为1～500KN，控制精度能达到±1N，保