[实用新型]一种多功能电子束区域熔炼炉

说明书

本实用新型属于超纯材料制备技术领域，尤其涉及一种多功能电子束区域熔炼炉，包括上送料夹料机构1、炉体2、电子枪3、真空系统4、机架5、电子枪移动机构6、下送料夹料机构7、观察视窗8、操控箱9、高压电源、自动控制系统和水冷系统；所述上送料夹料机构1深入到炉体2内的端部为上夹料头，所述上夹料头上夹持待熔化的料棒。本实用新型可满足枪体与送料夹料机构同步协调运动的功能，可实现熔炼材料的多样化，结构紧凑，可满足直径50mm尺寸的料棒熔炼，布局合理，维修维护方便。

技术领域

本实用新型属于超纯材料制备技术领域，特别地涉及一种多功能电子束区域熔炼炉。

背景技术

现代先进制造材料及装备对高温难熔金属材料的纯度和晶体的完整性要求愈来愈高，也正由于材料在超纯时所具备的独特性能所决定的。因此，超纯材料的制备正引起广泛的重视。

电子束区熔炉是提纯和制备高熔点活性金属单晶的专用设备，利用电子束区熔炉可以在高真空(约6.7×10-3Pa)的条件下,将钨、钼、钽、铌、钛、锆、铪等高熔点活性金属加以提纯并拉制成单晶,还可以将Al2O3、宝石、陶瓷等绝缘材料加温脱气。电子束区熔炉是在高真空条件下进行，被熔物料呈棒状,穿过电子枪的阳极孔,两端固定在夹头上，由于电子高速轰击的结果,在料棒的局部集中了很大的能量而升温熔化,熔化了的物料靠着本身的表面张力形成细颈状的熔融区域(熔区)，随着电子枪上移,熔区会由物料的下端至上端移动,熔化了的金属处在超高真空的炉膛中,因此,金属液体中的杂质和气体均会挥发出来,被真空系统排走。经过一次至数次这样的过程,材料便得到了提纯或形成单晶，高质量纯度性能材料也随即生成。

然而，现有技术中的的设备功能比较单一，满足个别金属棒材的熔炼提纯及结晶，且熔炼料棒的直径尺寸仅限于30mm以下，料棒长度受上下夹料机构限制；同时现有技术的设备中环型电子枪为固定的，仅通过送料机构的进给来保证熔炼结晶，在处理工艺度不够成熟的材料时容易产生拉晶失败效果；当熔炼材料熔点高达2000℃以上，难以有合适的坩埚凝固成形，时采用电子束区熔、在无坩埚的条件下实现难熔金属的单晶生长。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本实用新型的目的在于提供一种多功能电子束区域熔炼炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型的一种多功能电子束区域熔炼炉，包括上送料夹料机构1、炉体 2、电子枪3、真空系统4、机架5、电子枪移动机构6、下送料夹料机构7、观察视窗8、操控箱9、高压电源、自动控制系统和水冷系统；

所述上送料夹料机构1深入到炉体2内的端部为上夹料头，所述上夹料头上夹持待熔化的料棒；

所述炉体2上面留有真空系统接口、上下送料接口以及电子枪移动机构接口，侧面留有观察视窗接口；

所述电子枪3的主体部分采用自加速式环形枪,包括环形阴极块、紫铜底板、灯丝和高压绝缘板；

所述真空系统4包括采用分子泵和机械泵组成的真空机组；

所述机架5用于支撑炉体；

所述电子枪移动机构6与电子枪3的底座采用陶瓷绝缘连接，电子枪移动机构6控制电子枪的上、下移动；

所述下送料夹料机构7深入到炉体2内的端部为下夹料头，夹料头上夹持待熔化的料棒；

所述观察视窗8与炉体焊接固定，设有反射观察窗，所述反射观察窗为迷宫式,耐450℃的烘烤,并装有铅玻璃防护屏和可调的玻璃挡板。

所述操控箱9用于控制设备在使用时达到控制要求。

所述机架5采用型材焊接成型，

电子枪移动机构6采用丝杠螺母机构加伺服电机驱动方式控制电子枪的上、下移动；