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                刚玉管高温炸裂原因分析

                发布时间:2020-06-03  浏览次数:1004

                高温△管式炉◥立式管式炉气氛CVD系统,使用刚玉炉管做加热腔高纯刚玉炉管(或刚玉︼制品ζ ),在利用其高纯高温的优质特性的▓同时,我们必须要遵循刚玉材质的固有特性(抗热震性相对较差,不耐急冷∩急热),在使用过程中谨慎操作,不当操作会造成炉管或坩埚的炸裂(不会使用的亲,请慎★重采购)为提高高纯刚玉制品的使用寿命,减少因使ζ用不当造成损坏所带来的损失,特提出以下几点建议供用户参考:

                一、造成炉管或坩埚炸裂的原因分析:
                A.温差太大:

                  1.在使用高温炉♂管(或刚玉制品)的时候升温和降温速度最好控制5 度/分钟,越慢越好。急冷急热是导致刚玉炉管断管的主要原因之Ψ一,常压下使用温∮度一般不要超过1650℃;

                  2 .请始终保持↙管内清洁,用后及时清理【炉管内壁,不要残留一些样品在管内,以避免发生化学反应,高温「区应避免杂质混入,尤其是金属碎屑及含K2O、Na2O、CaO、SiO2等的非金属矿物原料等,否则㊣ 易形成低温共熔物而使刚玉管损坏开裂;

                  3 .在放样和取样时不要高于150度 ,且要缓慢的从边缘向中心推进。高温送样和取╲样是造成刚玉管断裂主要原因,不得用低温物体触碰高温的炉管,避免将刚玉管直接插入高∞温的炉膛中。降温时要程序降温至300度以后自然冷却,升降温速率控制到5℃左右,不能用风冷或◆用冷却水间接降温。应避免高纯刚玉炉管局部骤冷骤热,尤※其是热态的刚玉管应避免直接放在常温状态下的耐火砖或≡耐火纤维毯上,否则很容易炸裂。同时也避免温度高蓄热量大的烧结物卐在刚玉炉管内触壁移动,如需移动,移动时温度梯度最好控制在200℃以内。

                4.在需要通气氛场所,气流量不要过大,以每分钟10~50个气泡为宜,避免冷气体流量过大造成炉管温差过大,使炉管断裂,高温下,由于气体膨胀,气泡量会增多,不要减〖少进气量,避免降温时由于进气量的减少造成密封水倒吸进炉管,造成炉管炸裂;

                5.刚玉管在【使用中要在管中放隔热塞(每侧一个或两个),位置是热区和冷区之间的位置,以减小温度梯度造成的炸○裂。

                B.重力形变:
                  高温使用刚玉炉管,建议在管子两侧加托架,以免造∮成管子因为重力变形断裂;

                C. 其它原因:

                1.在刚玉炉管里面烧的样〖品,特别是要烧到1300℃左右的※样品,含水量要少(含水量是指:吸附水,结晶水和在加热过程中生成的水);含水量■多的样品建议先将样品120度左右预烧一下,排干水分,再放入到刚玉炉管内烧结反应;

                  2.新买的炉管子要在5℃/min的升温速率下,升温到1300℃烘烤一次然后再用№于工作,以消除应力和污染♂物;

                  3.建议升温速度不要过快的,升温速度5~8℃/min,极限速度最快10℃/min,降温要设置降温◎曲线,最佳升温速率不得高于10℃/min,降温速率应低于10℃/min
                (一定要设︾置降温速率,切忌在高温处直接停止程序)

                  4.建议升降温速率:500℃以下≤5℃/min;

                                    500-800℃≤10℃/min;

                                    800-1000℃≤5℃/min;

                                   1000-1400℃≤3℃/min;

                                   1400-1600℃≤2℃/min

                5、为尽々量避免由于温度梯度变化大而导致高纯刚玉炉管◣断裂,建议炉管内管堵(或反射屏)位置尽量不要与管外保温棉◤(或■隔热支撑处)位置重叠,根据使用经验,管堵外拉一些,都会相应的提高刚玉管的□使用寿命。

                6、高纯刚玉炉管属脆硬性材料,对于不同的使用条件和工艺方法,刚玉管的使用寿命不尽相同☆,其受使用温度、升降温速率、气氛、烧结→物挥发、环境温度以等影响很大※。望使用用户能结合自身工艺特点,总结出一套最适合使用条件的操↓作规范。

                二、造成炉管▲形变原因分析:

                 1.常温下使用温度长时间超过1600度,由于重力√原因造成炉管弯曲变形;

                 2.长时㊣ 间高温≧1500℃时,炉管处于逐渐软化状态,应尽量在◥常压下(流动★保护气氛下)使用,炉管内的绝对正向压力≧0.15Mpa时会造成炉管向外外鼓肚子。若炉管抽真空,反向压力≦0.05Mpa时 ,会造成炉管向内形变