箱式爐和實驗室爐,最高可達(dá)3000°C
石墨化是了解碳材料中最基礎(chǔ)最重要的方法。
由于碳材料有良好的力學(xué)性能,現(xiàn)在研究和發(fā)展的方向都指向石墨化機(jī) 制。石墨化是從非晶碳轉(zhuǎn)化晶體石墨的結(jié)構(gòu)變化。石墨化材料是熱解之 前,為了制成無序(無定形)碳基材。主要結(jié)構(gòu)性變化發(fā)生在2000°C或更 高。熱處理后,材料通常用衍射實驗進(jìn)行分析。
實驗室爐應(yīng)熱處理應(yīng)用的要求,在惰性氣體 條件下可以達(dá)到3000°C。實驗室爐和箱式 爐的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的,這兩臺都是石墨爐。實驗室爐的溫度可以升到用戶要求的溫度。石墨化在3000°C的最大保溫時 間,典型的只持續(xù)幾分鐘。在此溫度范圍下開始石墨化的結(jié)構(gòu)變化。溫 度和氣氛的控制非常重要,都是由精確控制和監(jiān)測。實驗室爐的手動 操作的版本有用于連接電腦的接口;自動操作版本是在加 熱過程中記錄所有相關(guān)數(shù)據(jù)。
為了 保護(hù)加熱元件,在爐膛裝有內(nèi)膽,利用特殊的惰性氣體氣管路凈化爐 膛。建立微正壓后,使惰性氣體進(jìn)入內(nèi)膽,同時迫使廢氣從出口排出, 不至于留在內(nèi)膽中。這樣會增加加熱元件的壽命,減少清潔的成本。
科研中常要對實驗室爐石墨化的過程進(jìn)行監(jiān)控和研究,即熱處理之后,使用透射式電子顯微鏡分析樣品。因此需要準(zhǔn)備一 片很薄的樣品放入顯微鏡,觀察其內(nèi)部晶格變化。向石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變越完全越好,加熱溫度越高更好。