一種高溫還原碳化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫還原碳化裝置，由剛玉坩堝蓋、炭餅、陶瓷坩堝、高錳酸鉀、剛玉坩堝組成；陶瓷坩堝套在剛玉坩堝里面，剛玉坩堝由剛玉坩堝蓋蓋住密封，陶瓷坩堝由炭餅蓋著，在陶瓷坩堝和剛玉坩堝之間均勻鋪有高錳酸鉀。本裝置主要可運(yùn)用在制備材料時(shí)的高溫碳化或者高溫還原處理過程，使用時(shí)將需要處理的材料連同本發(fā)明裝置置于高溫環(huán)境中，調(diào)節(jié)高溫環(huán)境的溫度以及高錳酸鉀與材料的配比即可控制材料的碳化和還原程度，具有體積小、材料便宜易得、操作安全簡(jiǎn)便、重復(fù)利用率高、還原效果明顯等顯著的優(yōu)點(diǎn)，解決了高溫還原裝置價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性大、占地面積大等問題，為一種理想的高溫還原碳化裝置，特別適合用于實(shí)驗(yàn)室中制備材料。
【專利說明】一種高溫還原碳化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種高溫還原碳化裝置，涉及實(shí)驗(yàn)室中制備新型材料的還原、碳化處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著自然科學(xué)與社會(huì)的發(fā)展需要，人類愈加需要制備新型材料來滿足市場(chǎng)的需求。而在制備新型材料時(shí)，材料常常需要進(jìn)行高溫處理、還原處理和碳化處理等，以便使材料得到所需的物化性質(zhì)。如增強(qiáng)力學(xué)性能、增強(qiáng)耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性等。
[0003]常見的高溫處理設(shè)備有馬弗爐、微波高溫?zé)Y(jié)爐、真空烘燥箱等，具有溫度程序可控、溫度高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，也存在儀器昂貴、難以移動(dòng)、不可以同時(shí)作還原氧化處理樣品等缺陷。
[0004]常見的還原處理設(shè)備有氫氣還原爐、高溫還原爐、微波高溫還原爐等。但市場(chǎng)上的還原處理設(shè)備存在價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性大、占地面積大、耗氣量大等缺陷，使其難以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，尤其是在一些經(jīng)費(fèi)緊張或高溫還原處理實(shí)驗(yàn)不多的情況下難以被接受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種高溫還原碳化裝置，以解決高溫還原儀器價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性大、占地面積大等缺陷，具有體積小、材料便宜易得、操作安全簡(jiǎn)便、重復(fù)利用率高、還原效果明顯等顯著的優(yōu)點(diǎn)，為一種理想的高溫還原碳化裝置，特別適合用于實(shí)驗(yàn)室中高溫還原、碳化處理材料。
[0006]本發(fā)明一種高溫還原碳化裝置，由剛玉坩堝蓋、炭餅、陶瓷坩堝、高錳酸鉀、剛玉坩堝組成；陶瓷坩堝套在剛玉坩堝里面，剛玉坩堝由剛玉坩堝蓋蓋住密封，陶瓷坩堝由炭餅蓋著，在陶瓷坩堝和剛玉坩堝之間均勻鋪有高錳酸鉀。
[0007]使用時(shí)將需要處理的材料裝入陶瓷坩堝內(nèi)，再將本發(fā)明裝置置于高溫環(huán)境中，調(diào)節(jié)高溫環(huán)境的溫度以及高錳酸鉀與材料的配比即可控制材料的碳化和還原程度。
[0008]本高溫還原碳化裝置中各部件的尺寸可以按比例擴(kuò)大或者縮小，材料擴(kuò)大或者縮小的遵循原則為:(1)剛玉坩堝與剛玉坩堝蓋能將陶瓷坩堝完全密封套在里面切剛玉坩堝蓋能阻止剛玉坩堝腔內(nèi)的氣體溢出；(2)圓柱體狀的炭餅直徑大于或等于陶瓷坩堝口的直徑且炭餅與陶瓷坩堝接觸面粗糙，使剛玉坩堝腔內(nèi)的氣體能夠進(jìn)入陶瓷坩堝腔內(nèi)。
[0009]本發(fā)明各個(gè)部件的典型尺寸如下:
剛玉坩堝:剛玉坩堝由三氧化二鋁煅燒制成外徑為6 cm，外徑為5 cm，高8 cm，底厚I cm的中空?qǐng)A柱體狀剛玉坩堝。
[0010]剛玉坩堝蓋:剛玉坩堝蓋由三氧化二鋁煅燒制成直徑為6 cm，高0.8 c m的圓柱狀剛玉坩堝蓋，用于蓋住剛玉坩堝，阻止剛玉坩堝腔內(nèi)的氣體溢出。此剛玉坩堝蓋亦可用陶瓷坩堝代替。
[0011]陶瓷坩堝:陶瓷坩堝為內(nèi)徑為3.65c m，外徑4.2 c m的普通陶瓷坩堝，用于盛放需要處理的材料。
[0012]炭餅:炭餅由活性炭粉末壓制成直徑為4.7 cm,高0.8 c m的圓柱體狀炭餅，用以提供還原劑。炭餅表面粗糙，蓋在陶瓷坩堝上時(shí)可讓剛玉坩堝內(nèi)的氣體進(jìn)入陶瓷坩堝內(nèi)部，與材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
[0013]高錳酸鉀:依據(jù)需要處理的材料的性質(zhì)和質(zhì)量不同，平鋪在剛玉坩堝底部的高錳酸鉀的質(zhì)量也不一樣。
[0014]高溫還原碳化裝置的原理:
使用本高溫還原碳化裝置處理高溫還原或碳化材料時(shí)，需要將本裝置置于溫度可控的高溫環(huán)境中，如馬弗爐等。在放至高溫環(huán)境高溫還原處理材料前，需要計(jì)算高錳酸鉀與所要處理材料的配比。高溫還原和高溫碳化的原理如下:
【權(quán)利要求】
1.一種高溫還原碳化裝置，其特征為:由剛玉坩堝蓋(I)、炭餅(2)、陶瓷坩堝(3)、高錳酸鉀(4)、剛玉坩堝(5)組成；陶瓷坩堝(3)套在剛玉坩堝(5)里面，剛玉坩堝(5)由剛玉坩堝蓋(I)蓋住密封，陶瓷坩堝(3)由炭餅(2)蓋著，在陶瓷坩堝(3)和剛玉坩堝(5)之間均勻鋪有高錳酸鉀(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高溫還原碳化裝置，其特征為:剛玉坩堝(5)由三氧化二鋁煅燒制成外徑為6 cm,外徑為5 cm,高8 cm,底厚I c m的中空?qǐng)A柱體狀。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高溫還原碳化裝置，其特征為:剛玉坩堝蓋(I)由三氧化二鋁煅燒制成直徑為6 c m，高0.8 c m的圓柱狀。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高溫還原碳化裝置，其特征為:陶瓷坩堝(3)為內(nèi)徑為3.6 5 cm,外徑 4.2 cm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高溫還原碳化裝置，其特征為:炭餅(2)由活性炭粉末壓制成直徑為4.7 c m，高0.8 c m的圓柱體狀，表面粗糙。
【文檔編號(hào)】B22F9/20GK103639416SQ201310636010
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】謝宇, 劉福明, 樂長(zhǎng)高, 汪月華, 戴玉華, 潘建飛, 張二歡 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué), 東華理工大學(xué)