本實(shí)用新型涉及用于熱壓燒結(jié)法制備陶瓷和金屬材料的燒結(jié)爐技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種中頻雙向振動(dòng)氣氛燒結(jié)爐。

背景技術(shù)：

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。材料性能的好壞除與材料本身性能有關(guān)，還與材料的制備工藝密切相關(guān)。其中，燒結(jié)是材料制備的一種常用方法。而熱壓爐是燒結(jié)金屬和陶瓷材料比較常用的一種燒結(jié)爐。熱壓燒結(jié)爐可以在真空或者保護(hù)氣氛中，對(duì)陶瓷、金屬及一些難熔金屬中間化合物粉末進(jìn)行燒結(jié)，從而獲得具有一定致密度和機(jī)械強(qiáng)度的材料。熱壓燒結(jié)的基本原理是在一定的高溫下，對(duì)樣品施加一定的壓力，使坯體顆粒中的質(zhì)點(diǎn)在高溫和機(jī)械力的雙重作用下，實(shí)現(xiàn)生坯中不同粉粒間的接觸和擴(kuò)散，氣孔排除，最終實(shí)現(xiàn)材料的致密化。而目前采用的雙向機(jī)械加壓的熱壓燒結(jié)加壓方式雖然穩(wěn)定可靠，但是靈活性不夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠制備高性能陶瓷和粉末冶金制品，并能夠有效提高燒結(jié)制品的性能的中頻雙向振動(dòng)氣氛燒結(jié)爐。技術(shù)方案如下：

一種中頻雙向振動(dòng)氣氛燒結(jié)爐，包括帶有壓力系統(tǒng)的爐體，爐體的上部設(shè)有上壓頭，下部設(shè)有下壓頭；下壓頭底部設(shè)有頻率、振幅和壓力可調(diào)的底部電液伺服施壓裝置，底部電液伺服施壓裝置連接到電液伺服系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述上壓頭頂部設(shè)有頻率、振幅和壓力可調(diào)的頂部電液伺服施壓裝置，頂部電液伺服施壓裝置連接到電液伺服系統(tǒng)。

更進(jìn)一步的，所述底部電液伺服施壓裝置和頂部電液伺服施壓裝置的振動(dòng)頻率為0-50Hz可調(diào)。

更進(jìn)一步的，所述底部電液伺服施壓裝置和頂部電液伺服施壓裝置壓力波動(dòng)范圍為0-預(yù)加載壓力*15%MPa可調(diào)。

更進(jìn)一步的，所述上壓頭和下壓頭采用高強(qiáng)度石墨塊制成。

更進(jìn)一步的，所述爐體內(nèi)部設(shè)有通過(guò)溫控系統(tǒng)控制的發(fā)熱體，且發(fā)熱體為高純石墨、碳化硅或電阻絲。

更進(jìn)一步的，所述還包括連接到爐體用于實(shí)現(xiàn)抽真空和充保護(hù)氣氛的氣控系統(tǒng)，以及用于冷卻爐內(nèi)溫度的水循環(huán)系統(tǒng)。

更進(jìn)一步的，所述保護(hù)氣氛為氬氣或氮?dú)狻?/p>

本實(shí)用新型的有益效果是：

1) 本實(shí)用新型在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)振動(dòng)燒結(jié)，在得到同樣燒結(jié)制品的情況下大大降低了生產(chǎn)成本；

2) 本實(shí)用新型在原有高溫?zé)Y(jié)的基礎(chǔ)上增加了可調(diào)頻率、可調(diào)幅度/壓力振動(dòng)燒結(jié)兩大特點(diǎn)，振動(dòng)燒結(jié)中促使顆粒重排，加速體積收縮，達(dá)到迅速致密化的目的，有效提高燒結(jié)制品的致密度和力學(xué)性能，得到更優(yōu)異的高性能陶瓷和粉末冶金材料；

3) 本實(shí)用新型可以燒結(jié)不同振動(dòng)頻率下的高性能陶瓷和粉末冶金制品，研究獲得高性能陶瓷和粉末冶金制品最佳性能的頻率范圍；

4) 本實(shí)用新型可以進(jìn)行不同振動(dòng)幅度/壓力下粉末冶金制品的制備，研究獲得高性能陶瓷和粉末冶金制品最佳性能的振幅范圍；

5) 本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)在得到相同燒結(jié)制品性能的情況下，有效降低能耗和燒結(jié)時(shí)間，在大大提高工作效率的同時(shí)也減少了環(huán)境污染；

6)本實(shí)用新型可以進(jìn)行不同氣氛下高性能陶瓷和粉末冶金制品的燒結(jié)，從而針對(duì)各種不同的材料選用合適的氣氛介質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中頻雙向振動(dòng)氣氛燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-溫控系統(tǒng)；2-氣控系統(tǒng)；3-電液伺服系統(tǒng)；4-上壓頭；5-下壓頭；6-水循環(huán)系統(tǒng)；7-底部電液伺服施壓裝置；8-底部電液伺服施壓裝置；9-爐體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，一種中頻雙向振動(dòng)氣氛燒結(jié)爐，包括帶有壓力系統(tǒng)的爐體9，溫控系統(tǒng)1、氣控系統(tǒng)2、電液伺服系統(tǒng)3、電控系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)6；爐體9的上部設(shè)有上壓頭4，下部設(shè)有下壓頭5；，下壓頭5底部設(shè)有頻率、振幅和壓力可調(diào)的電液伺服施壓裝置7，電液伺服施壓裝置7連接到電液伺服系統(tǒng)3。壓力系統(tǒng)采用雙向加壓方式，故上壓頭4頂部設(shè)有頻率、振幅和壓力可調(diào)的頂部電液伺服施壓裝置8，頂部電液伺服施壓裝置8連接到電液伺服系統(tǒng)3，可使振動(dòng)效果加倍，更有效的促使顆粒重排，加速體積收縮，達(dá)到迅速致密化的目的。

通過(guò)參數(shù)設(shè)置可以對(duì)整套實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)溫度傳感器和壓力傳感器可以控制和顯示爐體內(nèi)加熱室的溫度和壓強(qiáng)。

氣控系統(tǒng)2能在一至五分鐘內(nèi)將爐體的壓力降到10^-3 Pa，同時(shí)能夠充入氬氣等氣體到爐體9中，為燒結(jié)做準(zhǔn)備。隨后，通過(guò)溫控系統(tǒng)1加溫，并通過(guò)電液伺服施壓裝置7和8對(duì)加載壓力、振動(dòng)頻率和幅度/壓力進(jìn)行控制，整個(gè)過(guò)程，水循環(huán)系統(tǒng)6起到冷卻作用。

本實(shí)施例的底部電液伺服施壓裝置7和頂部電液伺服施壓裝置8的振動(dòng)頻率為0-50Hz，在燒結(jié)的同時(shí)提供可調(diào)頻率的振動(dòng)。

本實(shí)施例的電液伺服施壓裝置7在預(yù)加載壓力的基礎(chǔ)之上，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)加壓，壓力波動(dòng)范圍在0-加載壓力*15% MPa可調(diào)。

本實(shí)施例的上壓頭4和下壓頭5采用高強(qiáng)度石墨塊制成，保證壓頭所承壓力不低于60MPa。

爐體9為單室蛤殼式，前開(kāi)門，立式安裝，爐體內(nèi)存在加熱室，加熱室用于真空或保護(hù)氣氛，發(fā)熱體可以采用高純石墨或碳化硅或電阻絲制成。氣控系統(tǒng)2用以實(shí)現(xiàn)抽真空和充保護(hù)氣氛操作，所述保護(hù)氣氛一般為氬氣或氮?dú)狻?/p>

本實(shí)用新型的工作原理是在原有普通熱壓燒結(jié)爐的基礎(chǔ)上于頂部和底部加上一個(gè)通過(guò)電液伺服原理設(shè)計(jì)的可調(diào)頻率和振幅/壓力裝置，通過(guò)這個(gè)可調(diào)頻率和振幅/壓力裝置實(shí)現(xiàn)高性能陶瓷和粉末冶金制品的振動(dòng)熱壓燒結(jié)，從而提高燒結(jié)制品的致密度和性能。