一种感应加热设备、利用感应加热设备进行加热的方法与流程

本发明涉及加热设备，具体涉及一种感应加热设备、利用感应加热设备进行加热的方法。

背景技术：

1、金属氧化物陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆，因具有良好的强度、耐腐蚀及耐磨等物理特性，常广泛地被用于各个领域。近年来，随着我国医疗器械水平的发展，氧化铝、氧化锆等金属氧化物陶瓷材料越来越多地应用在人体硬组织替代体方面，如人工牙齿、人工骨头。鉴于人体硬组织替代体对材料本身的强度、韧性、耐磨性、生物相容性等物理、生物特性有着极高的要求，这促使制作此类材料的陶瓷烧结设备需要进一步提升。与此同时，对制作此类材料的烧结速度也提出更快的要求。

2、目前，用于氧化铝、氧化锆一类的金属氧化物陶瓷材料的高温烧结炉一般为一体式炉膛设计，采用单一加热体加热，即加热体为硅钼棒或硅碳棒其中的一种，生产时将待烧结的氧化铝、氧化锆材料由常温状态放置在载物台上，推入炉膛后，关上炉门，加热体工作将炉膛加温至1450～1550℃后持续一段时间直至烧结工艺完成，然后加热棒停止加热，打开炉膛将产品退出炉膛取出，通常一个工艺周期做完需要6～8h，即使连续作业也需要大约4个小时。因此，目前现有技术中的烧结设备并不能满足快速烧结的要求。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种感应加热设备及利用感应加热设备进行加热的方法。利用本发明提供的感应加热设备可实现待处理样品的快速烧结。

2、本发明提供了一种感应加热设备，包括加热系统1、冷却系统2和控制系统3，其特征在于，所述加热系统1包括辐射加热器11；所述辐射加热器11的炉膛的底部设置升降结构4；

3、设置于所述辐射加热器11外侧壁的感应线圈12；

4、和设置于所述感应线圈12外侧壁的保温层13。

5、优选地，所述辐射加热器11的顶部内壁还设置有温度传感器5。

6、优选地，所述感应线圈12由中空金属管构成；所述感应线圈12中的中空腔体用于填充冷却液体。

7、优选地，所述辐射加热器11为圆柱型辐射加热器11或长方体型辐射加热器11；由所述辐射加热器11构成的中空炉膛的体积为3.7×105～4×105mm3。

8、优选地，所述辐射加热器11的材质为导电的非氧化物陶瓷。

9、优选地，所述非氧化物陶瓷为石墨、碳化硅和二硅化钼中的一种或几种。

10、优选地，所述保温层13的保温材料为莫来石和/或氧化铝纤维陶瓷；所述保温层13的厚度≤5mm。

11、优选地，所述冷却系统包括依次连接的散热器、泵和冷却软管；所述冷却软管与所述感应线圈12的端口连通。

12、本发明还提供了上述所述的感应加热设备在加热金属氧化物陶瓷材料中的应用。

13、本发明还提供了利用所述的感应加热设备进行加热的方法，包括以下步骤：

14、通过控制系统3设置的升降程序将升降结构4降至辐射加热器11的炉膛外，将待处理样品置于所述升降结构4上后，将升降结构4升至炉膛内部；

15、对感应线圈12通电，所述感应线圈12产生交变磁场，以使得辐射加热器11产热，对待处理样品进行加热；

16、加热完成后，由所述冷却系统2对感应线圈12冷却，冷却至设定温度时，升降结构4自动下降炉膛外。

17、本发明提供了一种感应加热设备，包括加热系统1、冷却系统2和控制系统3，所述加热系统1包括辐射加热器11；所述辐射加热器11的底部设置升降结构4；设置于所述辐射加热器11外侧壁的感应线圈12；设置于所述感应线圈12外侧壁的保温层13。本发明控制系统对感应线圈通电，产生交变磁场，使得辐射加热器产热，产热效率高，可以在很短时间内达到设定温度，实现超快速烧结。另外，加热及冷却速率均通过程序控制，精确度高，保证快速烧结效果。当待处理样品冷却至特定温度后，升降结构自动下降炉膛外，无需人工取出，节省时间。

18、实施例的数据表明，采用本发明提供的感应加热设备完成待处理样品的烧结和冷却过程共15.42min。

技术特征：

1.一种感应加热设备，包括加热系统(1)、冷却系统(2)和控制系统(3)，其特征在于，所述加热系统(1)包括辐射加热器(11)；所述辐射加热器(11)的炉膛的底部设置升降结构(4)；所述升降结构(4)能够降至所述炉膛外部；

2.根据权利要求1所述的感应加热设备，其特征在于，所述辐射加热器(11)的内壁顶部还设置有温度传感器(5)。

3.根据权利要求1所述的感应加热设备，其特征在于，所述感应线圈(12)由中空金属管构成；所述感应线圈(12)的中空腔体用于填充冷却液体。

4.根据权利要求1所述的感应加热设备，其特征在于，所述辐射加热器(11)为圆柱型辐射加热器(11)或长方体型辐射加热器(11)；由所述辐射加热器(11)的炉膛的体积为3.7×105～4×105mm3。

5.根据权利要求1所述的感应加热设备，其特征在于，所述辐射加热器(11)的材质为导电的非氧化物陶瓷。

6.根据权利要求5所述的感应加热设备，其特征在于，所述非氧化物陶瓷为石墨、碳化硅和二硅化钼中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的感应加热设备，其特征在于，所述保温层(13)的保温材料为莫来石和/或氧化铝纤维陶瓷；所述保温层(13)的厚度≤5mm。

8.根据权利要求3所述的感应加热设备，其特征在于，所述冷却系统包括依次连接的散热器、泵和冷却软管；所述冷却软管与所述感应线圈(12)的端口连通。

9.权利要求1～8任一项所述的感应加热设备在加热金属氧化物陶瓷材料中的应用。

10.利用权利要求1所述的感应加热设备进行加热的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及加热设备技术领域，具体涉及一种感应加热设备、利用感应加热设备进行加热的方法。本发明控制系统对感应线圈通电，产生交变磁场，使得辐射加热器产热，产热效率高，可以在很短时间内达到设定温度，实现超快速烧结。另外，加热及冷却速率均通过程序控制，精确度高，保证快速烧结效果。当待处理样品冷却至特定温度后，升降结构自动下降炉膛外，无需人工取出，节省时间。

技术研发人员：梁新杰,雷昌盛
受保护的技术使用者：中新棠国业（江苏）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28