《材料的高温制备》PPT课件.ppt

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1、第六章材料的高温制备电炉的分类按加热的方式：电阻炉电流通过电阻体时，由于电流的热效应而产生热量用来加热制品。电弧炉由电弧产生热量来加热制品。感应炉由于电磁感应作用在电阻体内产生电流，并由电阻产生热量来加热制品。电子束炉利用高速运动的电子能量作为热源加热制品。等离子炉利用电能产生等离子体的能量来加热制品。电炉的应用★机械工业对原材料、毛坯、机械零件加热用。如板材轧制前的坯料加热，锻件的加热。★机械零件及半成品的热处理以改善其机械性能，如进行淬火、回火、退火、气体渗碳、氮化等。★低熔点金属的熔炼及陶瓷玻璃工业的加热。★无机材料物理性能的检测。

2、★实验室中进行科学研究。电阻炉电加热原理：当电流在导体（电热元件）中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能热能，按焦耳定律：Q＝I2RtQ—热能，J；I一电流，安培；R一电阻，欧姆；t一时间，秒。电阻炉在结构上是使电能转换为热能的设备。电阻炉的分类：⑴按热量产生的方法→间接加热式、直接加热式间接加热式在炉子内部有专用的电阻材料做发热元件，电流通过加热元件时产生热量而加热制品。直接加热式电源直接接在所需加热的材料上，使电流直接流过所需加热的材料而使材料自己发热达到加热效果。工业电阻炉，大部分是采用间接加热式的。⑵按炉体结构→箱式电炉、台车式电炉、

3、井式电炉等。箱式电炉外壳一般是用型钢、钢板焊接而成的。安装小型电炉由于需保持工作面的一定高度，一般均做成带支架的，在箱型壳体下边，有支持炉体的腿或支架。中型电炉因本身重量大及加入炉内的工件重量也大，所以一般均直接在底盘上焊接炉体及砌砖。大型电炉可以在特定的专用的地基上设计成无钢性底盘的结构，而就地焊接砌砖，但这种电炉在安装后不能吊运及移动。箱式电阻炉箱式电阻炉炉门的升降是通过手摇链轮来进行。在炉门上部有一断路装置，当炉门开启时，电炉电源即切断以保证操作人员的安全，电加热器的形式①由高电阻合金板材制成；为了消除表面积炭形成短路，加热器面涂上专用

4、的高温绝缘釉；②辐射管式的，水平或垂直的插入炉膛中，管中用大切面圆形电阻线组成金属发热器。③非金属电热元件有金属电热元件与非金属电热元件。一.金属电热元件㈠铁铬铝（FeCrAl）1.电阻率大，电阻温度系数小。2.使用温度高，空气中最高使用温度：1000—1100℃。3.表面负荷比NiCr丝稍高。4.抗氧化抗腐蚀能力好，价格低。㈡Cr27Al7Mo21．最高使用温度：1400℃2．在氮气中使用比空气中寿命低（N2会破坏加热元件的氧化膜）㈢镍铬丝（Ni15Cr60、Cr20Ni80）1．电阻率较小，高温强度高；2.加工性能好，高温下力学性能不发生大变

5、化；2．最高使用温度：1000—1050℃。㈣纯金属：（高熔点金属：Mo,W,钽）共同特点①电阻系数大，熔点高，抗氧化差（一般不适宜用在空气状态中）。②加热时，功率不稳定，一定要配磁性调压器或可控硅加调压器，加热器电压应该小于100伏。1．钼丝（Mo）（熔点：2630℃）a.高温状态下：强度高，但脆性大，所以加工性能差，常用直径2mm，常制成丝状、带状或棒状。b.在高温下，与任何耐火材料都能反应，所以耐火材料必须选择纯度较高的。钼的再结晶温度1007℃，超过此温度，强度会变低，脆性增加；c.常用温度：1600℃；在1800℃时，钼会强烈挥发，晶粒

6、粗大，脆性增加。d.蒸汽压较大，在空气中不能用，在渗碳气氛中，会使钼变脆；2．钨（W）（熔点：3410℃）a.最高使用温度：2500℃；b.常用温度：2200—2400℃；c.在保护气氛中号称可用到：3000℃；d.在2400℃，真空状态中会强烈挥发；e.在氩气中可用到2600℃；f.钨丝加工性能差，加工时温度要小于600℃。3．钽（熔点：2900℃）a.一般用在真空和保护气氛中（氮气中不能用）；b.最高使用温度：2200℃；c.常用温度：2000—2100℃；d.不能在氮气和氢气中使用；e.在空气中400℃开始氧化，600℃强烈氧化；f.加工性能

7、好，用真空电子束焊接。二.非金属电热元件简介㈠硅碳棒（SiC-94.4%，SiO2-3.6%，其余Al、Fe、CaO）空气中使用温度：600℃～1500℃1．物理性能硬度高，脆性大，耐急冷急热。高温变形小。2．化学性能具有良好的化学稳定性，酸对其无作用，但碱和碱土金属氧化物在一定温度条件下对其有侵蚀作用。高温下，水蒸气、氢气、卤素、硫等对其也有氧化和侵蚀作用。气氛影响其使用性能。3.电阻特性电阻系数大，在800℃或900℃时电阻率最低。随温度的升高，电阻呈非线形变化。4.形状可制成“u”型、直棒型。㈡硅钼棒（MoSi2）（主要用于实验室电炉

8、）1．物理性能室温时，强度高，脆性大，到1350℃时，开始软化。耐热冲击性好。2．化学性能400～800℃时会产生低温