熱場的關鍵要素
溫度范圍:通常指爐內能達到的溫度(如1200℃~3000℃)及工作溫度區間。
均勻性:熱場均勻性(如±5℃以內)對材料處理的穩定性至關重要,尤其在半導體、陶瓷燒結等領域。
熱源類型:電阻加熱、感應加熱、微波加熱、燃氣加熱等,不同熱源影響熱場分布。
保溫材料:如陶瓷纖維、石墨、耐火磚等,用于減少熱損失并維持熱場穩定。
熱場設計要點
加熱元件布局:通過優化電阻絲、硅碳棒或石墨棒的排布,改善溫度均勻性。
隔熱層設計:多層隔熱材料(如氧化鋯、莫來石)可減少徑向熱梯度。
氣流控制:對于需要氣氛保護的爐型(如氫氣爐),氣流循環影響熱場均勻性。
測溫與反饋:熱電偶、紅外測溫儀或光學高溫計實時監控,配合PID算法調節功率。
應用場景與熱場要求
晶體生長(如單晶硅):要求軸向/徑向溫差極小(±1℃),避免晶體缺陷。
粉末冶金:需快速升溫和均勻燒結,防止產品變形。
熱處理(淬火、退火):特定溫區控制冷卻速率,優化材料性能。
科研實驗:可能需定制熱場(如局部高溫、梯度溫度)。