Forno a vuoto
Forno a camera a pressione e alto vuoto da 800°C e 3,5 bar per sistemi di sinterizzazione di materiali superconduttori
Numero articolo: TU-ZK01
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Panoramica del prodotto
Questo sistema di trattamento termico ad alte prestazioni rappresenta l'apice dell'ingegneria della scienza dei materiali, progettato specificamente per colmare il divario tra la sinterizzazione ad alto vuoto e il trattamento in atmosfera ad alta pressione. Integrando una robusta capacità di pressione di 3,5 bar con un alto vuoto che raggiunge 10^-5 torr, l'apparecchiatura fornisce un ambiente versatile per lo sviluppo e la produzione di materiali funzionali avanzati. Il valore fondamentale risiede nella sua capacità di mantenere un'estrema pulizia e uniformità di temperatura, fattori critici per processi chimici sensibili e la sintesi di materiali ad alta purezza.
Il sistema è progettato principalmente per il trattamento termico di materiali superconduttori in ambiente ad alta pressione di ossigeno, come l'ossido di ittrio, bario e rame (YBCO) e altre ceramiche speciali che richiedono un controllo preciso dell'atmosfera. La sua camera in acciaio inossidabile 310S garantisce un livello di pulizia di Classe 100, rendendolo adatto alla ricerca e sviluppo integrata in camera bianca nei settori aerospaziale, dei semiconduttori e dell'energia nucleare. Che venga utilizzato per la sinterizzazione sottovuoto o l'ossidazione ad alta pressione, l'unità offre risultati coerenti e ripetibili nelle condizioni sperimentali più impegnative.
I team di ricerca e sviluppo industriali possono fare affidamento su questa unità per la sua eccezionale integrità strutturale e i sofisticati sistemi di monitoraggio. Con un ampio spazio di lavoro utile cubico di 125 litri alloggiato all'interno di un volume totale della camera di 366 litri, è in grado di ospitare sia la prototipazione su piccola scala che i cicli di produzione pilota. La combinazione di riscaldamento multizona e controllo PID avanzato assicura che gli scienziati dei materiali abbiano il controllo totale sul gradiente termico, mentre i meccanismi di sicurezza integrati offrono tranquillità durante le operazioni ad alta pressione. Questo sistema è uno strumento fondamentale per i laboratori che spingono i confini della fisica moderna dei materiali.
Caratteristiche principali
- Controllo dell'atmosfera a doppia capacità: Questo sistema passa senza problemi dall'alto vuoto (fino a 10^-5 torr con una turbopompa) agli ambienti ad alta pressione (fino a 3,5 bar), consentendo complessi cicli termici multistadio all'interno di un singolo processo senza rompere l'atmosfera.
- Camera in acciaio inossidabile 310S ultra-pulita: L'intera camera interna è costruita in acciaio inossidabile 310S di alta qualità, meticolosamente progettato per ridurre al minimo il degasaggio e mantenere uno standard di pulizia di Classe 100. Ciò è essenziale per prevenire la contaminazione in materiali superconduttori ed elettronici sensibili.
- Riscaldamento di precisione a quattro zone: L'apparecchiatura presenta una sofisticata disposizione di riscaldamento a quattro zone (composta da tre zone circolari e una zona inferiore) che si estende su una lunghezza di 900 mm. Questa configurazione crea un campo di temperatura altamente uniforme di ±10°C, garantendo che i campioni posizionati ovunque all'interno dello spazio utile cubico di 500 mm sperimentino condizioni termiche identiche.
- Sistemi di sicurezza ad alta pressione: Progettata per la sicurezza industriale, l'unità è dotata di sensori di pressione integrati e valvole elettromagnetiche di scarico della pressione. Questi componenti forniscono funzioni di mantenimento automatico della pressione e di scarico della sovrapressione, proteggendo sia il personale che la struttura durante la lavorazione con ossigeno ad alta pressione o gas inerte.
- Controller avanzato Eurotherm EPC3000: Il sistema utilizza un controller PID Eurotherm EPC3000 leader del settore, dotato di controllo programmabile a 24 segmenti. Ciò consente la creazione di complesse rampe di riscaldamento, mantenimento e raffreddamento con una precisione di temperatura di ±5°C, accessibile tramite un'interfaccia touchscreen intuitiva.
- Monitoraggio termico completo: Per garantire la massima trasparenza del processo, l'apparecchiatura include sette termocoppie di tipo K. Tre sensori monitorano l'ambiente interno della camera per una precisione a livello di campione, mentre quattro sensori esterni monitorano gli elementi riscaldanti per prevenire il surriscaldamento ed estendere la durata dei fili di resistenza in molibdeno-ferro-cromo-alluminio.
- Architettura della porta raffreddata ad acqua: La porta a caricamento frontale è dotata di una camicia di raffreddamento ad acqua integrata, che protegge le guarnizioni sottovuoto e l'integrità strutturale del forno durante i cicli ad alta temperatura di lunga durata a 800°C, garantendo l'affidabilità operativa a lungo termine.
- Controllo di flusso di massa integrato: Il sistema di aspirazione è dotato di un misuratore di portata di massa a 1 canale ad alta precisione (5L/min), che consente l'esatta regolazione dei gas di processo. Questa precisione è vitale per mantenere gli equilibri stechiometrici nella sintesi dei materiali superconduttori.
- Acquisizione dati e connettività PC: Per una rigorosa documentazione di ricerca e sviluppo, il sistema di controllo consente il monitoraggio in tempo reale, la registrazione e il download dei dati di pressione, vuoto e temperatura. Viene fornita una porta DB9 per una comunicazione PC senza interruzioni e la generazione di curve di processo.
- Elementi riscaldanti robusti: L'uso di filo di resistenza premium in molibdeno-ferro-cromo-alluminio garantisce velocità di riscaldamento rapide fino a 5°C/min e un'eccellente durata sia in atmosfera fluente che in stato di vuoto, riducendo i tempi di inattività per manutenzione e i costi operativi.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio chiave |
|---|---|---|
| Trattamento superconduttori | Trattamento termico in ossigeno ad alta pressione per YBCO e altri materiali superconduttori ad alta Tc. | Il controllo preciso della pO2 garantisce una struttura cristallina ottimale e una densità di corrente critica. |
| Ceramiche avanzate | Sinterizzazione sottovuoto di ceramiche ossidate e non ossidate per componenti aerospaziali e industriali soggetti a usura. | L'alto vuoto rimuove le impurità mentre le fasi di pressione eliminano la porosità residua. |
| R&S Aerospaziale | Distensione e trattamento termico di leghe ad alta resistenza in ambienti puliti controllati. | La pulizia di Classe 100 previene l'ossidazione e mantiene la purezza dei legami metallurgici. |
| Ricerca sui materiali nucleari | Test di componenti del reattore sotto cicli di pressione e temperatura variati. | La robusta costruzione in acciaio 310S resiste a cicli impegnativi e atmosfere corrosive. |
| Ricottura semiconduttori | Ricottura ad alta temperatura di wafer di carburo di silicio o nitruro di gallio in specifici ambienti gassosi. | Il riscaldamento multizona fornisce l'estrema uniformità di temperatura richiesta per la lavorazione dei wafer. |
| Sinterizzazione di bio-impianti | Trattamento termico di impianti dentali e ortopedici in titanio o zirconia sottovuoto. | I componenti interni interamente in metallo garantiscono zero contaminazione delle superfici biocompatibili. |
| Cristallizzazione di film sottili | Trattamento termico post-deposizione di film sottili per migliorare le proprietà elettroniche. | La registrazione dei dati in tempo reale consente una perfetta correlazione tra i parametri di processo e le prestazioni del film. |
| Supporto alla deposizione di vapore | Funzionamento come camera di reazione ad alta pressione per processi chimici in fase vapore specializzati. | I misuratori di portata di massa integrati e lo scarico della pressione forniscono un recipiente di reazione sicuro e controllato. |
Specifiche tecniche
| Parametro | Dettagli della specifica (Modello: TU-ZK01) |
|---|---|
| Alimentazione | AC Trifase 480V, 50/60Hz; 60KW |
| Materiale della camera | Acciaio inossidabile 310S (Componenti interni interamente in metallo) |
| Dimensioni totali della camera | 720mm Diametro * 900mm Profondità (366L Volume totale) |
| Spazio di lavoro utile | 500mm x 500mm x 500mm (Spazio cubico) |
| Temperatura operativa massima | 800°C (Continuo in atmosfera fluente o vuoto) |
| Zone di riscaldamento | 4 zone (3 circolari + 1 inferiore); 900mm Lunghezza totale di riscaldamento |
| Uniformità di temperatura | ±10°C (In atmosfera fluente) |
| Velocità di riscaldamento | ≤ 5°C/min |
| Elementi riscaldanti | Filo di resistenza in molibdeno-ferro-cromo-alluminio |
| Livello massimo di vuoto | 10^-3 torr (Pompa meccanica); 10^-5 torr (Con turbopompa opzionale) |
| Pressione di esercizio massima | 0,35 MPa (3,5 bar) @ 500°C; 0,25 MPa (2,5 bar) @ 750°C |
| Intervallo di controllo della pressione | Da 0,01 MPa a 0,2 MPa (Controllo della pressione costante) |
| Controller di temperatura | Eurotherm EPC3000; PID programmabile a 24 segmenti |
| Precisione della temperatura | ±5°C |
| Configurazione termocoppia | Sette di tipo K (3 camera interna, 4 monitoraggio esterno/elementi) |
| Gestione gas | Misuratore di portata di massa a 1 canale (5L/min); Valvole a spillo elettromagnetiche |
| Scarico/Porte | Ingresso/uscita φ12,7mm; Porta di scarico ad alta pressione KF40 riservata |
| Caratteristiche di sicurezza | Valvole di scarico sovrapressione; Mantenimento automatico della pressione; Sensori di pressione |
| Requisiti di raffreddamento | Porta raffreddata ad acqua; Chiller opzionale (3,5KW, flusso 75L/min) |
| Conformità | Certificazione CE (NRTL/CSA disponibile su richiesta) |
Perché scegliere TU-ZK01
- Eccellenza ingegneristica ibrida: Questo sistema elimina la necessità di forni separati per vuoto e pressione, offrendo una soluzione consolidata che massimizza lo spazio di laboratorio fornendo al contempo una flessibilità di processo superiore per la sintesi di materiali avanzati.
- Affidabilità comprovata per superconduttori: Specificamente ottimizzato per ambienti ad alta pressione di ossigeno, è la scelta preferita per gli istituti di ricerca focalizzati su YBCO e altri superconduttori ad alta temperatura dove la purezza dell'atmosfera non è negoziabile.
- Sicurezza e monitoraggio robusti: Con sette termocoppie dedicate e sistemi di scarico automatico della pressione, l'apparecchiatura dà priorità alla sicurezza dell'operatore e alla longevità dell'attrezzatura, anche durante i cicli ad alta pressione a temperature elevate.
- Integrazione del controllo premium: L'inclusione del controller Eurotherm EPC3000 garantisce che la tua ricerca sia supportata dalla precisione standard del settore, consentendo la facile replica di complessi profili termici tra diversi lotti.
- Personalizzazione totale e supporto: Forniamo un supporto tecnico completo e la capacità di personalizzare sistemi di flusso di gas, configurazioni di pompe per vuoto e unità di raffreddamento per soddisfare i requisiti specifici della tua applicazione industriale o di R&S.
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