Kis csőkemencék gyakorlati alkalmazási területei (2)

4. Gázelemzés és szenzorkutatás

A gázérzékelőket, katalizátorérzékelőket, kerámia elemeket és funkcionális vékonyrétegeket jellemzően szabályozott gázáramlási melegítési körülmények között tesztelik.Kis csőkemencéklokalizált magas hőmérsékletű környezetet hozhat létre az érzékelő elem körül, miközben a vezetékeket, a gázcsatlakozásokat és a mérőberendezéseket a magas hőmérsékleti zónán kívül tartja.

Egy20 mm kvarccsőjó optikai láthatóságot és viszonylag kis belső térfogatot kínál. Ez csökkenti a minta körüli légkör megváltoztatásához szükséges tesztgáz mennyiségét. A gyorsabb gázcsere sebesség előnyös a különböző koncentrációkra adott érzékelőválaszok összehasonlításához, de a konkrét csereidő olyan tényezőktől függ, mint az áramlási sebesség, a kvarccső térfogata, a szerelvények és az áramlásirányban lévő korlátok.

A gázválasz pontos méréséhez az érzékelő elem hőmérsékletét egyedileg kell mérni vagy kalibrálni. A kemence vezérlője szabályozza a fűtőkamra hőmérsékletét, de az elem tényleges hőmérséklete változhat olyan tényezők miatt, mint a vezeték vezetése, a gázáramlás, a sugárzás és a minta rögzítése. Ezért szükség lehet egy erre a célra szolgáló hőelemre vagy kalibrált ellenállásmódszerre.

5. Kis elemek vákuumos hőkezelése

Kis csőkemencékrozsdamentes acél tömített karimákkal és KF25 csatlakozókkal vannak felszerelve, hogy közvetlenül csatlakoztathatók legyenek a vákuumrendszerekhez. Megfelelő körülmények között a hagyományos mechanikus szivattyúk körülbelül 20 mTorr vákuumszintet érhetnek el, míg a turbomolekuláris szivattyúrendszerek körülbelül 10⁻⁵ Torr vákuumszintet érhetnek el. Ez alkalmas finom fémhuzalok, fóliák, érintkezők, porminták és mikrokomponensek vákuumos hőkezelésére.

A vákuumos hőkezelés csökkentheti az oxidációt, eltávolíthatja az adszorbátokat, oldhatja a feszültséget és megváltoztathatja a mikroszerkezetet. A kis mintatérfogatnak köszönhetően a kompakt kemencék nagy kamrák fűtése nélkül is elérhetők a szükséges feldolgozási feltételek. A vékony csőkialakítás a vákuumtérfogatot is csökkenti, és – feltéve, hogy a rendszer tiszta és jól lezárt – lerövidítheti az evakuálási időt.

A vákuumteljesítményt olyan tényezők befolyásolják, mint az O-gyűrű állapota, a perem beállítása, a szivattyúolaj, a cső tisztasága, a minta gáztalanítása, valamint a szelepek és harmonikák alkalmassága. A névleges végnyomás a szivattyúzási konfigurációt írja le, nem az egyes fűtési ciklusokhoz garantált nyomást. A gáztalanítás jellemzően a minta és a cső hőmérsékletének növekedésével növekszik.

6. Porszűrés és fázisképződési vizsgálatok

Az anyagfejlesztési projektek gyakran több készítményt hasonlítanak össze, végül pedig egyet választanak ki a nagyméretű gyártáshoz. Minden készítményhez csak néhány gramm vagy akár kevesebb is szükséges lehet. A kis kemencék ideálisak a szűréshez, mivel kis tételekben, alacsonyabb energiafogyasztással és kisebb helyigény mellett tudnak működni.

A kutatók programozható fűtési programokat és tartási fokozatokat használhatnak a fázisképződés, a bomlás, a kristályosodás vagy az oxidációs folyamatok tanulmányozására. Kis kvarc- vagy alumínium-oxid csónakok helyezhetők el az izotermikus zónában. A cső mindkét végén található alumínium-oxid szálas dugók segítenek csökkenteni a sugárzási veszteséget, és ezeket a fűtés előtt kell beszerelni.

A mintavételi csónak állandósága kulcsfontosságú több minta összehasonlításakor. Ugyanazt a mintahajó típust, minta tömeget, ágymélységet, pozíciót, gázáramlási sebességet és fűtési programot kell használni. A mikroszisztémák jó ismételhetőséget biztosíthatnak, ha ezeket a változókat szabályozzák, de rövidebb, egyenletesebb fűtési zónájuk miatt a minta elhelyezése kritikusabb, mint a hosszabb fűtési zónákkal rendelkező kemencékben.