Vamzdžių krosnys tinka bet kokiam aukštos{0}temperatūros procesui, kuriam reikia tiksliai kontroliuoti mėginio atmosferą.
Dėl šios pagrindinės galimybės jie yra būtini įrankiai, skirti sintetinti naujas medžiagas (pvz., grafeną), atlikti terminį apdorojimą (pvz., atkaitinimą ir sukepinimą) ir nusodinti plonas plėveles elektroniniams prietaisams ir dangoms naudojant cheminį garų nusodinimą (CVD).
Vamzdžių krosnių pranašumai neapsiriboja jų gebėjimu pasiekti aukštą temperatūrą.
Tikroji jų vertė slypi sandariame{0}}vamzdelio konstrukcijoje, kuri leidžia tyrėjams sukurti, palaikyti ir modifikuoti labai kontroliuojamą dujinę aplinką aplink mėginį-nuo gryno vakuumo iki reaktyvios cheminės atmosferos-apdorojimo metu.
Kokie yra pagrindiniai vamzdžių krosnių panaudojimo būdai medžiagų tyrimuose ir chemijoje? Atrakinama tikslios aukštos temperatūros{0}}apdorojimo technologija.
Pagrindai: kodėl vamzdis, o ne dėžutė?
Unikali vamzdžių krosnies geometrija yra pagrindinė jos taikymo sritis. Skirtingai nuo paprastų dėžių krosnių ar krosnių, vamzdžių krosnys izoliuoja mėginį sandarioje aplinkoje, todėl vienu metu galima atlikti dvi svarbias funkcijas:
Vienodos aukštos temperatūros pasiekimas
Kaitinimo elementai supa keraminį arba kvarcinį vamzdelį ir sukuria pastovią{0}}temperatūros zoną.
Tai įgalina tikslų terminį apdorojimą, nes tam tikros temperatūros palaikymas arba iš anksto nustatytų šildymo ir vėsinimo tempų laikymasis yra labai svarbus galutiniams medžiagos savybėms.
Atmosferos valdymas
Abu vamzdžio galai gali būti sandarinami flanšais, sujungtais su dujotiekiais ir vakuuminiais siurbliais. Tai suteikia tyrėjams visišką cheminės aplinkos kontrolę ir leidžia atlikti operacijas, kurių neįmanoma atlikti atvirame ore, pvz., apdoroti deguoniui -jautrias medžiagas arba įvesti specifines reaktyvias dujas.
Pagrindinės medžiagos transformavimo programos
Vamzdžių krosnys, valdančios šilumą ir atmosferą, yra universalios platformos medžiagų kūrimui ir modifikavimui iš esmės.
Pažangių medžiagų sintezė
Vamzdžių krosnysyra būtina įranga ruošiant medžiagas, turinčias naujų savybių.
Tai apima pavienių kristalų auginimą elektroniniams prietaisams, neorganinių junginių paruošimą ir nanomedžiagų, tokių kaip anglies nanovamzdeliai ir grafenas, sintezę.
Šiems sintezės procesams dažnai reikalingos specifinės pirmtakų dujos ir jie turi būti atliekami visiškai be deguonies{0}}aplinkoje.
Terminis skilimas ir pirolizė
Pirolizė reiškia terminio medžiagos skaidymo procesą inertinėje (ne{0}}reaktyvioje) atmosferoje.
Vamzdinėje krosnyje mėginiai gali būti kaitinami esant azoto arba argono srautui, todėl jie nedegdami gali suskaidyti į paprastesnius komponentus. Ši technika plačiai naudojama biomasės tyrimuose ir specialių anglies medžiagų ruošimui.
Terminis apdorojimas: sukepinimas, atkaitinimas ir grūdinimas
Šie procesai naudoja šiluminę energiją, kad pakeistų medžiagos mikrostruktūrą, o ne jos cheminę sudėtį.
Sukepinimas – tai miltelių sutankinimo į vientisą masę procesas; jis itin svarbus keramikoje ir miltelinėje metalurgijoje.
Atkaitinimas ir gesinimas gali pakeisti metalų ir kitų medžiagų savybes, todėl jie tampa stipresni arba mažiau trapūs. Kontroliuojama atmosfera gali užkirsti kelią nepageidaujamai oksidacijai aukštoje temperatūroje.