[实用新型]一种线圈电感应和等离子体辅助快速冷烧结陶瓷设备

说明书

本发明涉及一种线圈电感应和等离子体辅助快速冷烧结陶瓷设备，属于陶瓷生产设备领域。一种线圈电感应和等离子体辅助快速冷烧结陶瓷设备，从上到下依次包括上热压板、上电极、模具、下电极、下热压板；所述上热压板和下热压板内分别设置有测温热电偶，上热压板和下热压板之间连接有温控装置；所述上电极和下电极为平板结构，上电极的中心还设置有凸台，上电极和下电极之间连接有高频放电等离子体电源；所述模具为中空结构，模具内上端设置有上压片，模具内下端设置有下压片，模具的外表面设置有高频感应加热线圈；所述高频感应加热线圈的两端与高频交流电源连接。本发明的装置利用线圈电感应和等离子体辅助冷烧结对陶瓷进行加热，实现致密化。

技术领域

本发明属于陶瓷生产设备领域，涉及一种线圈电感应和等离子体辅助快速冷烧结陶瓷设备，特别是在冷烧结的基础上利用电感应加热和等离子体辅助加热，在低温下快速实现陶瓷粉体致密化的装置。

背景技术

陶瓷烧结是一个陶瓷粉体致密化的过程，一般而言，在很多烧结过程中需要较高的温度 (＞800℃)，较长的保温时间，或者压力辅助等，才能使陶瓷致密化，提高陶瓷材料应用性能。但是，陶瓷烧结温度太高，导致其加工成本高居不下，而且会影响有机、无机，金属多体系复合材料的制备。同时，温度过高，导致陶瓷致密化过程受热不均匀，出现收缩严重，开裂的问题，不利于陶瓷的烧结制备。同时，针对多材料体系共烧结，例如有机、无机、金属以及薄膜柔性材料等，在高温烧结过程中，会出现膨胀系数不匹配或者物理和化学不相容性的问题，导致难以实现多体系材料的共烧结。此外，冷烧结制备陶瓷的方法已经被报道，例如：CN 108137417 A专利，将无机化合物、有机化合物、金属以及多元体系复合材料和溶剂组合，形成混合物，对该混合物施加较大的压力，在较低的温度下，使多体系材料致密化从而烧结致密形成复合材料。但仍存在烧结时间较长，且很多高温陶瓷难以实现一步制备的问题。因此，有必要在此基础上提出一种新的装置和方法来实现无机化合物、有机化合物、金属以及多元体系复合材料和高温陶瓷致密化的制备，为多体系复合材料大规模高效率的制备和应用打下坚实的基础。

发明内容

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种线圈电感应和等离子体辅助快速冷烧结陶瓷设备，从上到下依次包括上热压板、上电极、模具、下电极、下热压板；所述上热压板和下热压板内分别设置有测温热电偶，上热压板和下热压板之间连接有温控装置；所述上电极和下电极为平板结构，上电极的中心还设置有凸台，上电极和下电极之间连接有高频放电等离子体电源；所述模具为中空结构，模具内上端设置有上压片，模具内下端设置有下压片，模具的外表面设置有高频感应加热线圈，模具的直径与凸台的直径一致；所述高频感应加热线圈的两端与高频交流电源连接。

上述技术方案中，进一步地，所述上电极和下热压板之间还设置有密封室，密封室内部下端设置有底座；所述下电极的底面固定在底座的上端；所述凸台的头部位于密封室内。

上述技术方案中，进一步地，所述底座内设置有气阀，气阀的一侧设置有延伸到密封室外的气孔，气阀的另一侧与模具底部通过管路连接。

上述技术方案中，进一步地，所述上热压板与上电极之间、下热压板与密封室之间均设置有绝缘垫。

上述技术方案中，进一步地，所述模具的形状为圆筒状。

上述技术方案中，进一步地，所述高频感应加热线圈为云母加热圈。

上述技术方案中，进一步地，还可以将测温热电偶连接在加热套上，加热套设置在密封层的外面，温控装置与测温热电偶连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明的装置利用线圈电感应和等离子体辅助冷烧结对陶瓷进行加热，实现致密化。所用的装置可在冷烧结设备的基础上改造而来，具有设备制造简单，热转换效率高、升温速度快，保温时间短，可在低温下快速实现致密化，能耗低，污染小等优点。