[发明专利]石墨加热器炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨加热器炉，尤其涉及一种在炉体的加热空间部内多级设置水平排列加热棒的发热体，以在烧制物上形成均匀的温度分布，从而提高烧制物的烧制质量的石墨加热器炉。

背景技术

一般而言，石墨加热器炉(Graphite Furnace)用于LED、电动汽车用电气元件、阴极材料、太阳能电池用结晶类硅半导体结晶、作为结构材料的陶瓷、金属注入铸造产品等的烧结。

所述石墨加热器炉是烧制炉中的一种，而这样的石墨加热器炉根据结构分为分层式(Batch Type)和槽式(Tunnel Type)。

槽式石墨加热器炉根据使烧制物进入该槽式加热器炉内部的方法分为推式(Push Type)和辊式(Roller Type)。

分层式石墨加热器炉可实现各种烧制条件，从而有利于烧制各种大小和特性的芯片形式的陶瓷部件，但因为快速升温受限，难以达到由陶瓷材料构成的芯片部件的内部电极的稳定化。

与此相反，槽式石墨加热器炉通过推杆(Pusher)或棍子(Roller)使烧制物在恒定发热的发热体之间移动烧制，因此，炉体内部的温度和氛围稳定，但难以实现不同的烧制条件。

因此，由于分层式石墨加热器炉可实现各种烧制条件，从而有利于烧制芯片形式的陶瓷部件，但由于快速升温受限，且构成炉体内部的绝缘体的潜热难以快速冷却，从而需要对此进行改进。

另外，因设置于炉体内部的石墨发热体一侧固定于炉体内部，另一侧固定设置于炉体外部，从而容易因热膨胀受损。

另外，使用氧化铝(Alumina)制造而成的绝缘安装器(setter)，将烧制物搁置于炉内部时该绝缘安装器无断落危险。但所述绝缘安装器在石墨温度达到1800℃以上高温时发生熔化，从而无法用于高温环境。

现有技术的石墨加热器炉采用在炉内部左、右两个侧面或上、下、左、右侧四面设置发热体的方式进行加热，因此，烧制物的中心和边缘处于不同的温度中。

即，因烧制物位于炉的中间部位，因此该烧制物与沿炉内壁排列的多个分层式石墨发热体相隔一定的距离，从而难以直接接收通过对流或辐射传递的热量，随距离的增加所接收的热量减少，从而形成高温温度分布不均匀。

另外，在烧制物上因炉内部的中心和边缘不传递的热量均匀而产生温度分布差异，难以防止烧制物的特定变化，从而导致烧制的不良。

发明内容

本发明的目的在于，水平排列石墨发热体的加热棒，以给整个烧制物施加均匀的温度。

本发明的另一目的在于，多级设置石墨发热体。

本发明的又一目的在于，将石墨发热体快速升温至高温，以提高烧制物的烧制质量。

本发明的还一目的在于，将烧制物搁置于水平排列的石墨发热体之上，以在烧制物上形成均匀的高温温度分布。

本发明的再一目的在于，形成烧制炉内部的均匀的温度偏差，以防止烧制时因温度偏差而造成烧制物的特性变化。

为了达到上述目的，在包括外壳、位于该外壳内的由绝缘体构成的炉主体、设置于所述炉主体内部的加热空间部发热的石墨发热体的石墨加热器炉中：

所述石墨发热体水平排列并多级设置，以将烧制物搁置于所述炉主体内部的加热空间部中的加热棒之上，所述炉主体的外部周围具备冷却水槽。

所述炉主体和所述冷却水槽之间设置有一定厚度的隔热材料。

所述石墨发热体通过设置位于所述加热空间部两侧的支撑杆，及在两侧的所述支撑杆之间相隔一定间距水平排列的所述加热棒形成一级。

所述支撑杆包括：基础支撑杆，该基础支撑杆通过支撑螺钉设置于所述炉主体的内部底面，并且在所述基础支撑杆的两侧的上部组装有端形成螺钉；层叠支撑杆，该层叠支撑杆通过所述端形成螺钉组装于所述基础支撑杆的上部并以多级设置多个；以及收尾支撑杆，该收尾支撑杆通过收尾螺钉组装设置于所述层叠支撑杆的最上端。

所述加热棒在炉主体上，所述加热棒的一侧间隔设置于所述炉主体的内部侧壁，另一侧固定设置于所述炉主体的侧壁。

所述加热棒相隔一定间距设置，以连接多级设置的两侧的所述支撑杆。

在所述炉主体上，在两侧的所述支撑杆之间突出设置有冷却棒，该冷却棒连接于所述冷却水槽上，用于冷却加热空间部。

本发明水平排列石墨发热体的加热棒，以在烧制物的中心或边缘都形成均匀的温度分布。

另外，多级设置石墨发热体，从而即使搁置较重的烧制物也不会弯曲，从而提高烧制精度。

另外，可将由石墨制作而成且直接发热的加热棒快速升温至高温，从而可防止烧制物的特性变化。