箱式炉和实验室炉,最高可达3000°C
石墨化是了解碳材料中最基础最重要的方法。
由于碳材料有良好的力学性能,现在研究和发展的方向都指向石墨化机 制。石墨化是从非晶碳转化晶体石墨的结构变化。石墨化材料是热解之 前,为了制成无序(无定形)碳基材。主要结构性变化发生在2000°C或更 高。热处理后,材料通常用衍射实验进行分析。
实验室炉应热处理应用的要求,在惰性气体 条件下可以达到3000°C。实验室炉和箱式 炉的基础上设计出来的,这两台都是石墨炉。实验室炉的温度可以升到用户要求的温度。石墨化在3000°C的最大保温时 间,典型的只持续几分钟。在此温度范围下开始石墨化的结构变化。温 度和气氛的控制非常重要,都是由精确控制和监测。实验室炉的手动 操作的版本有用于连接电脑的接口;自动操作版本是在加 热过程中记录所有相关数据。
为了 保护加热元件,在炉膛装有内胆,利用特殊的惰性气体气管路净化炉 膛。建立微正压后,使惰性气体进入内胆,同时迫使废气从出口排出, 不至于留在内胆中。这样会增加加热元件的寿命,减少清洁的成本。
科研中常要对实验室炉石墨化的过程进行监控和研究,即热处理之后,使用透射式电子显微镜分析样品。因此需要准备一 片很薄的样品放入显微镜,观察其内部晶格变化。向石墨结构转变越完全越好,加热温度越高更好。