高真空磁場(chǎng)熱處理裝置的結構、性能特點(diǎn)

       磁場(chǎng)熱處理裝置具有以下特點(diǎn):(1)進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理過(guò)程簡(jiǎn)單、易操作;(2)可做磁場(chǎng)熱處理爐和普通管式爐兩用;(3)溫度和磁場(chǎng)范圍較寬;(4)可直接將樣品放入真空加熱腔內進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理,無(wú)需封石英管。

直流磁場(chǎng)

       直流磁場(chǎng)部分包括直流磁場(chǎng)調壓電源和直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置。直流磁場(chǎng)調壓電源電路設計如圖2所示。直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置外形尺寸為500 mm× 500mm× 750mm。為使磁場(chǎng)達到一般磁場(chǎng)熱處理要求,同時(shí)控制線(xiàn)圈外形尺寸不宜過(guò)大,需對線(xiàn)圈進(jìn)行設計。設線(xiàn)圈長(cháng)度為L(cháng), 線(xiàn)圈匝數為N, 線(xiàn)圈電流為I ,則磁場(chǎng)

選取N=4500匝,I =20A,L =350mm,則磁場(chǎng)約為3kOe。

圖2 直流磁場(chǎng)調壓電源電路圖

加熱系統

       加熱系統包括管式加熱爐和水冷裝置兩部分。其設計選擇主要基于以下四個(gè)方面的考慮:

      (1)最高加熱溫度要求。由于Fe的居里溫度為770℃,而通常進(jìn)行研究的磁性材料大多為Fe基磁性材料,因此對加熱爐最高加熱溫度設計為800℃。

     (2) 爐體外壁溫度。如圖1 所示, 熱處理爐外即為直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置線(xiàn)圈。為保證線(xiàn)圈的正常工作, 必須控制熱處理爐外壁溫度。因此在爐壁與加熱絲之間設計了水冷裝置。

     (3) 爐體尺寸不宜過(guò)大。眾所周知,爐腔內磁場(chǎng)不變,爐體尺寸越大,磁場(chǎng)線(xiàn)圈外形尺寸越大。因此既要保證爐腔內磁場(chǎng)要求,同時(shí)盡可能控制整套磁場(chǎng)熱處理爐置外形尺寸。

    (4) 無(wú)磁性要求。加熱系統內包括加熱絲、爐壁、水冷管等金屬部件均采用無(wú)磁性材料。

真空系統

      真空系統主要包括擴散泵、真空儀、真空爐腔和連接件等。對材料進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理過(guò)程中,為保證材料不被氧化需將樣品置于真空環(huán)境,因此通常在進(jìn)行處理前先將樣品封入石英管中。為使磁場(chǎng)熱處理更為方便,本裝置在加熱爐內設計由無(wú)磁性不銹鋼材料制成的可自由安裝、取出的真空爐腔,通過(guò)法蘭與擴散泵連接�？紤]到磁場(chǎng)熱處理過(guò)程中氣體被加熱,因此在進(jìn)入擴散泵之前安裝了過(guò)濾裝置。

      磁場(chǎng)熱處理過(guò)程中由于爐壁厚度、抽真空等因素容易導致?tīng)t腔內控溫不準,為此,除在管式熱處理爐壁處設置了溫度傳感器外,還在真空腔內設計加入了一套溫控器。這樣即可在最大程度上對腔內溫度進(jìn)行準確測控。