Forno tubolare
Forno a tubo a tre zone con tubo di quarzo da 11 o 15 pollici e flange a cerniera per trattamento termico in atmosfera sotto vuoto
Numero articolo: TU-40
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Panoramica del prodotto
Questo forno a tubo diviso a tre zone ad alte prestazioni rappresenta l'eccellenza nell'ingegneria dei processi termici, progettato specificamente per soddisfare le rigorose esigenze della ricerca sui materiali e della R&S industriale. Integrando una camera di processo in quarzo di grande diametro con zone di riscaldamento a controllo preciso, l'apparecchiatura fornisce una piattaforma stabile e versatile per trattamenti termici complessi. Il principale punto di forza di questo sistema è la capacità di mantenere un'uniformità termica eccezionale su una lunghezza considerevole, un fattore critico per il successo di processi delicati come la deposizione chimica da vapore (CVD) e la ricottura.
I casi d'uso principali dell'unità riguardano diversi settori high-tech, tra cui la produzione di semiconduttori, la ricerca sull'accumulo di energia e la ceramica avanzata. È particolarmente efficace per la ricottura di wafer di grande formato (fino a 12 pollici), i processi di diffusione e la sintesi di campioni di grandi dimensioni in ambienti rigorosamente controllati di vuoto o atmosfera gassosa. L'apparecchiatura è progettata per gestire il funzionamento continuo a temperature fino a 1100 °C, diventando un punto di riferimento per i laboratori che studiano l'ordinamento strutturale del carbonio drogato con azoto o lo sviluppo di catalizzatori di prossima generazione.
Costruito con componenti industriali resistenti, questo sistema offre un'affidabilità senza paragoni per ambienti ad alta produttività. L'inserimento di attuatori motorizzati per il coperchio garantisce un accesso regolare e ripetibile alla camera di riscaldamento, riducendo il rischio di shock meccanici per il tubo di quarzo e migliorando la sicurezza dell'operatore. Se utilizzato per la sintesi di materiali accademici o per studi di scala industriale, l'unità fornisce risultati consistenti e riproducibili anche nei cicli termici più impegnativi, garantendo totale fiducia nell'integrità dei materiali processati.
Caratteristiche principali
- Gestione precisa della temperatura a tre zone: Questo sistema utilizza tre controller PID programmabili indipendenti per gestire tre zone di riscaldamento separate da 300 mm ciascuna. Questa configurazione permette di creare gradienti termici specifici o un'ampia zona di temperatura costante, altamente uniforme, fino a 600 mm, garantendo risultati consistenti per lotti grandi o substrati lunghi.
- Camere di processo in quarzo di grande formato: Gli acquirenti possono scegliere tra tubi di quarzo con diametro esterno da 11 pollici e 15 pollici. Questi tubi di quarzo fuso ad alta purezza offrono un'eccellente inerzia chimica e resistenza agli shock termici, permettendo un chiaro monitoraggio visivo dello stato del campione durante le reazioni ad alta temperatura senza compromettere l'integrità del vuoto.
- Attivazione motorizzata automatizzata del coperchio: Il forno è dotato di una coppia di attuatori motorizzati ad alta coppia che aprono e chiudono l'assieme del coperchio diviso. Questa scelta progettuale elimina lo sforzo fisico dell'operazione manuale e garantisce che il pesante coperchio del forno sia posizionato con precisione, proteggendo l'isolamento interno in fibra ceramica e il tubo di quarzo da urti accidentali.
- Tecnologia avanzata di riscaldamento al SiC: Equipaggiato con 42 elementi riscaldanti in carburo di silicio (SiC) ad alte prestazioni, l'unità raggiunge velocità di riscaldamento rapide fino a 10 °C/min. Questi elementi sono posizionati strategicamente per fornire un calore radiante bilanciato, permettendo al sistema di raggiungere una temperatura massima di esercizio di 1200 °C per attività di breve durata.
- Flange a cerniera ermetiche per il controllo dell'atmosfera: Il forno è dotato di una coppia di flange a cerniera in acciaio inossidabile con guarnizione elastomerica. Questo progetto facilita il carico e lo scarico rapido dei campioni mantenendo una tenuta robusta per livelli di vuoto fino a 10^-4 torr se utilizzato con una turbopompa ad alta capacità e blocchi termici appropriati.
- Architettura robusta di sicurezza e raffreddamento: Un involucro in acciaio a doppio strato integrato con raffreddamento forzato ad aria garantisce che la temperatura della superficie esterna rimanga sotto i 70 °C anche durante il funzionamento al massimo della potenza. Questo protegge il personale di laboratorio e le apparecchiature circostanti mantenendo l'efficienza dell'isolamento termico interno refrattario in fibra di allumina.
- Opzioni di controllo personalizzabili: Mentre i modelli standard sono dotati di controllo PID a 30 segmenti con precisione di ±1 °C, l'apparecchiatura può essere aggiornata con controller Eurotherm serie 3000. Queste unità opzionali offrono una precisione di ±0,1 °C e protocolli di comunicazione avanzati RS-485 per la registrazione complessa dei dati e il monitoraggio remoto del processo in ambienti Industria 4.0.
- Porte integrate per gas e vuoto: Le flange in acciaio inossidabile includono una gamma completa di porte, tra cui valvole a ago, manometri e connessioni per vuoto KF40. Questo permette l'integrazione senza soluzione di continuità con sistemi di erogazione di gas e pompe per vuoto, facilitando la misurazione della temperatura in situ e la manipolazione precisa dell'atmosfera.
Applicazioni
| Applicazione | Descrizione | Vantaggio principale |
|---|---|---|
| Ricottura wafer per semiconduttori | Trattamento termico di wafer di silicio da 8" o 12" per riparare danni alla rete cristallina o attivare i droganti. | L'uniformità superiore della temperatura previene la deformazione del wafer e garantisce proprietà elettriche consistenti su tutta la superficie. |
| Sintesi di nanostrutture di carbonio | Graphitizzazione ad alta temperatura di carbonio drogato con azoto per la produzione di catalizzatori. | Il controllo preciso a 1100 °C ottimizza la stabilità dei siti a cluster Co-N e aumenta la conducibilità elettrica. |
| Deposizione chimica da vapore (CVD) | Crescita di film sottili e materiali bidimensionali su substrati di grandi dimensioni utilizzando precursori gassosi. | Il controllo a tre zone permette temperature indipendenti per l'evaporazione del precursore e la zona di deposizione. |
| Sviluppo di batterie allo stato solido | Sinterizzazione di elettroliti ceramici ed elettrodi compositi sotto gas inerte. | Il grande diametro del tubo permette di processare più set di campioni o prototipi di celle di grande formato in una singola corsa. |
| Metallurgia avanzata | Trattamento termico di vetri metallici bulk o leghe ad alta entropia sotto alto vuoto. | Le flange a cerniera ermetiche mantengono ambienti ad alta purezza, prevenendo l'ossidazione durante le fasi critiche di raffreddamento. |
| Ricerca sui sali fusi | Studio del comportamento fisico e chimico dei sali fusi per applicazioni nucleari o solari. | Il tubo di quarzo trasparente permette il monitoraggio visivo in tempo reale delle fasi del sale e del posizionamento del crogiolo. |
| Prova di materiali refrattari | Test della resistenza termica di ceramiche aerospaziali o industriali a temperature elevate prolungate. | Gli elementi riscaldanti robusti in SiC offrono la durabilità necessaria per cicli termici con tempi di permanenza prolungati. |
Specifiche tecniche
| Parametro | Specifica (TU-40-11) | Specifica (TU-40-15) |
|---|---|---|
| Alimentazione | 480 VAC, 3 fasi, 50/60 Hz, 40 A | 480 VAC, 3 fasi, 50/60 Hz, 40 A |
| Potenza totale nominale | 30 kVA | 30 kVA |
| Zone di riscaldamento | 3 zone (300 mm + 300 mm + 300 mm) | 3 zone (300 mm + 300 mm + 300 mm) |
| Lunghezza totale di riscaldamento | 900 mm | 900 mm |
| Lunghezza a temperatura costante | 600 mm (@ +/- 5°C @ 800°C) | 600 mm (@ +/- 5°C @ 800°C) |
| Dimensioni tubo di quarzo | 279 OD x 269 ID x 1860L mm (11" OD) | 381 OD x 371 ID x 1860L mm (15" OD) |
| Temperatura massima di esercizio | 1200 °C (< 30 min) | 1200 °C (< 30 min) |
| Temperatura di esercizio continuo | 1100 °C (pressione ambiente) | 1100 °C (pressione ambiente) |
| Temperatura di esercizio sotto vuoto | 900 °C (massima sotto vuoto) | 900 °C (massima sotto vuoto) |
| Velocità di riscaldamento | Consigliata ≤ 5°C/min; Max 10°C/min | Consigliata ≤ 5°C/min; Max 10°C/min |
| Elementi riscaldanti | 42 elementi in carburo di silicio (SiC) | 42 elementi in carburo di silicio (SiC) |
| Precisione di controllo della temperatura | Standard: +/- 1°C; Eurotherm opzionale: +/- 0.1°C | Standard: +/- 1°C; Eurotherm opzionale: +/- 0.1°C |
| Livello di vuoto (di backing) | < 5e-2 torr (blocchi di allumina) | < 5e-2 torr (blocchi di allumina) |
| Livello di vuoto (turbo) | < 1e-4 torr (blocchi di quarzo) | < 1e-4 torr (blocchi di quarzo) |
| Termocoppia | Tipo K | Tipo K |
| Tipo di flangia | Flange a cerniera in acciaio inossidabile con O-ring in silicone | Flange a cerniera in acciaio inossidabile con O-ring in silicone |
| Sistema di raffreddamento | Acciaio a doppio strato con raffreddamento ad aria | Acciaio a doppio strato con raffreddamento ad aria |
Perché scegliere il nostro forno a tubo a tre zone
- Precisione termica di grado industriale: L'architettura PID multi-zona fornisce il controllo dettagliato necessario per la R&S ad alto rischio. Permettendo la regolazione indipendente delle zone di preriscaldamento, processo e raffreddamento, questo sistema garantisce che la sintesi dei tuoi materiali rimanga riproducibile e scientificamente valida.
- Progettato per alta produttività: Con un'enorme camera di processo da 11 o 15 pollici, questo forno supera i limiti delle apparecchiature da laboratorio standard. Colma il divario tra la sperimentazione su piccola scala e la produzione pilota, offrendo il volume necessario per la lavorazione di wafer da 8-12 pollici.
- Standard di costruzione e sicurezza superiori: Dal coperchio motorizzato che previene l'usura meccanica al sistema di raffreddamento a doppio involucro che protegge gli operatori, ogni elemento è progettato per durare a lungo. L'utilizzo di isolamento refrattario premium in allumina e elementi in SiC ad alta densità riflette l'impegno per la durabilità di grado industriale.
- Integrità atmosferica versatile: Che il tuo processo richieda gas inerte ad alta purezza o un ambiente di vuoto spinto, le flange a cerniera ermetiche forniscono una soluzione affidabile e semplice da usare. La flessibilità di passare tra vuoto e atmosfera senza cambiare componenti hardware rende questo apparecchio una risorsa versatile per qualsiasi laboratorio di scienza dei materiali.
- Personalizzazione e supporto senza paragoni: Sappiamo che ogni progetto di ricerca ha requisiti unici. Dalle barche in quarzo opzionali per wafer ai sistemi di controllo Eurotherm aggiornati e configurazioni di alimentazione personalizzate, offriamo il supporto tecnico necessario per adattare questo sistema al tuo flusso di lavoro specifico.
Il nostro team di ingegneri è pronto ad aiutarti a configurare la soluzione termica ideale per le tue applicazioni su materiali avanzati. Contattaci oggi per una consulenza tecnica o un preventivo formale.
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