抽真空氣氛爐的工作原理是通過真空系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)的協(xié)同作用，在密閉爐膛內(nèi)創(chuàng)造無氧或特定氣體環(huán)境，實現(xiàn)材料的高精度熱處理。其核心流程可分為以下四個階段：

一、真空系統(tǒng)：排除雜質(zhì)氣體，創(chuàng)造無氧環(huán)境

抽氣過程

機械泵預(yù)抽：啟動后，機械泵（如旋片泵）快速降低爐內(nèi)壓力至10?1~103 Pa，排除大部分空氣和水分。

分子泵精抽：若需更高真空度（如10?? Pa以下），切換至分子泵，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子將殘留氣體分子排出，達(dá)到高真空狀態(tài)。

真空度選擇：根據(jù)材料特性調(diào)整目標(biāo)壓力。例如，硬質(zhì)合金燒結(jié)需高真空（<10?3 Pa）防止碳化物脫碳，而金屬退火可能僅需低真空（10?1 Pa）以降低成本。

密封與泄漏檢測

爐門、觀察窗等部位采用金屬密封圈或橡膠O型圈，確保氣密性。

通過氦質(zhì)譜檢漏儀檢測微小泄漏，避免外界氣體滲入污染爐內(nèi)環(huán)境。

二、氣氛控制系統(tǒng)：注入特定氣體，實現(xiàn)工藝需求

氣體選擇與注入

惰性氣體：如氮氣（N?）、氬氣（Ar），用于保護(hù)材料免受氧化（如鈦合金退火）。

還原性氣體：如氫氣（H?），用于還原金屬氧化物（如半導(dǎo)體芯片制造中的硅氧化層去除）。

碳勢控制氣體：如甲烷（CH?），用于滲碳處理（如齒輪表面硬化）。

氣體注入方式：通過質(zhì)量流量計（MFC）jingque控制流量，配合電磁閥實現(xiàn)快速切換。

氣氛循環(huán)與凈化

循環(huán)風(fēng)機：驅(qū)動氣體在爐膛內(nèi)循環(huán)，確保溫度與氣氛均勻性。

氣體凈化裝置：如冷阱、分子篩過濾器，去除氣體中的水分、油污等雜質(zhì)，防止污染材料。

三、加熱系統(tǒng)：實現(xiàn)高溫控制與均勻傳熱

加熱元件選擇

電阻絲：適用于低溫（<1000℃）場景，成本低但壽命較短。

硅鉬棒（MoSi?）：耐高溫（1600~1800℃），抗氧化性強，常用于陶瓷燒結(jié)。

石墨加熱器：高溫度可達(dá)2500℃，但需在惰性氣氛中使用以防止氧化。

加熱方式與溫度控制

輻射加熱：加熱元件發(fā)射紅外線，通過爐膛內(nèi)壁反射傳遞熱量，適合真空環(huán)境。

分區(qū)控溫：將爐膛分為多個加熱區(qū)，每區(qū)獨立控制溫度，補償端部熱損失（如管式爐的進(jìn)出口區(qū)域）。

PID控制算法：根據(jù)溫度傳感器反饋實時調(diào)整功率，實現(xiàn)升溫速率、保溫時間和降溫曲線的jingque控制（如±1℃精度）。