【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鐘罩爐，具體涉及一種排膠燒結一體鐘罩爐及其使用方法。
技術介紹
1、鐘罩爐是一種工業加熱設備，廣泛應用于半導體硅材退火、半導體碳化硅氧化以及半導體氮化物陶瓷燒結等工藝中；它得名于其獨特的結構設計——爐體頂部形狀類似鐘罩，可以方便地上下移動，以裝載和卸載工件。
2、在現有技術中，鐘罩爐主要用于對半導體用氧化鋁、氧化鋯、氧化釔等氧化物陶瓷結構件進行燒結工作，而在燒結過程中需要先排膠，即排除陶瓷成型中的添加劑，再進行燒結。
3、但是上述鐘罩爐在使用的過程中仍然存在以下缺陷：
4、由于現有鐘罩爐的溫度控制精度有限，目前的燒結工藝需要將陶瓷料件先在一個專門設備中經歷低溫排膠，然后轉移到另一個設備中完成高溫燒結。在這個轉換過程中，即使是細微的震動也可能會使陶瓷料件產生難以檢測的微裂紋，特別是對于通過流延成型制造并包含多層電極結構的靜電卡盤而言，這種情況尤為突出；在從排膠到燒結的轉移中，微裂紋容易在陶瓷基體中形成，而這些問題往往只有在后續的高溫燒結階段才會暴露出來，最終導致成品缺陷，不僅浪費了原材料，還增加了能源消耗；
5、此外，雖然市場上已經存在將排膠和燒結功能整合于一體化的爐具，但這些設備在準確控制每個處理階段特定溫度的需求上，仍然遇到了困難；這種溫度控制精度的不足，直接導致了產品質量的不穩定。
技術實現思路
1、為了克服上述的技術問題，本專利技術的目的在于提供一種排膠燒結一體鐘罩爐及其使用方法，用來解決上述
技術介紹
中提出的現有排
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種排膠燒結一體鐘罩爐，包括爐體；所述爐體上設置有熱場控制機構，所述熱場控制機構包括：
4、第一加熱機構，所述第一加熱機構設置于爐體，并用于高溫燒結；
5、第二加熱機構，所述第二加熱機構設置于爐體，并用于低溫預熱排膠；
6、以及溫度檢測機構，所述溫度檢測機構包括k型熱電偶和b型熱電偶；k型熱電偶設置于爐體，并用于檢測爐體內部的第一溫度t1；b型熱電偶設置于爐體，并用于檢測爐體內部的第二溫度t2；
7、所述爐體內相同時刻的理想溫度和檢測溫度分別為t和t；
8、當t<600℃時，t=t1;
9、當t>700℃時，t=t2;
10、當600℃≤t≤700℃時，t=[100-(t-600)]%×t1+(t-600)%×t2。
11、優選的，所述第二加熱機構包括加熱器和輸送管；所述加熱器安裝于爐體外側的殼體內；所述加熱器的輸出端通過輸送管與爐體內部連通；
12、所述加熱器外部罩設有防護罩；所述防護罩的內壁設置有隔熱層。
13、優選的，所述溫度檢測機構還包括驅動機構；所述驅動機構安裝于爐體外部；所述驅動機構用于驅動k型熱電偶移動，以使得溫度大于k型熱電偶最高檢測溫度時，可將k型熱電偶從爐體內拔出；
14、所述爐體內設置有隔離罩；當k型熱電偶插接于爐體內時，所述隔離罩罩設于k型熱電偶。
15、優選的，所述驅動機構包括安裝座、電機、絲桿以及滑座；所述安裝座固設于爐體的外壁，所述電機安裝于安裝座，所述絲桿轉動連接于安裝座，所述電機的輸出端與安裝座同軸連接，所述滑座滑動連接于安裝座，且所述滑座螺紋連接于絲桿，所述k型熱電偶安裝于滑座；所述電機用于帶動k型熱電偶沿其軸線平移。
16、優選的，所述驅動機構還包括皮帶和兩個轉輪；其中一個所述轉輪與電機輸出端同軸連接，另一個所述轉輪與絲桿同軸連接，所述皮帶張緊于兩個所述轉輪。
17、優選的，所述溫度檢測機構還包括設置于殼體一側的電控柜，所述電控柜與第一加熱機構、加熱器、k型熱電偶和b型熱電偶之間均通過電性控制連接。
18、優選的，所述爐體為多塊泡沫剛玉陶瓷拼接而成；相鄰泡沫剛玉陶瓷之間設置有允許其發生熱膨脹的縫隙。
19、優選的，所述爐體的下方設置有物料平臺，殼體上設置有用于驅動物料平臺平移和升降的平移機構和升降機構；所述殼體上設置有限位機構；當所述平移機構驅動物料平臺移動到與爐體底部開口對位時，所述物料平臺與限位機構抵觸，然后可通過升降機構驅動物料平臺上升對爐體底部開口進行密封。
20、優選的，所述爐體的頂部設置有排膠機構；所述排膠機構包括設置于殼體一側的煙氣處理器，所述爐體的頂部開設有至少一個排膠孔，所述排膠孔與煙氣處理器之間通過排氣管連通；
21、所述排氣管上安裝有鼓風機；所述鼓風機用于將爐體內產生的有害氣體向煙氣處理器內導入。
22、一種排膠燒結一體鐘罩爐的使用方法，包括以下步驟：
23、步驟一、低溫排膠：通過第二加熱機構加熱爐體，使得爐體內的溫度從室溫上升到排膠溫度，從而對爐體內的物料進行低溫排膠；在此過程中，采用k型熱電偶測得的第一溫度t1作為檢測溫度t；通過將檢測溫度t與同一時刻的理想溫度t對比，再通過第二加熱機構調整爐體內的溫度，直至檢測溫度t匹配同一時刻的理想溫度t；
24、步驟二、高溫燒結：通過第一加熱機構對爐體內的物料進行高溫燒結；在此過程中，當某一時刻的理想溫度t低于600℃時，采用k型熱電偶測得的第一溫度t1作為該同一時刻的檢測溫度t；當某一時刻的理想溫度t高于700℃時，采用b型熱電偶測得的第二溫度t2作為該同一時刻的檢測溫度t；當某一時刻的理想溫度t為600-700℃時，采用公式t=[100-(t-600)]%×t1+(t-600)%×t2計算得到檢測溫度t；通過將檢測溫度t與同一時刻的理想溫度t對比，再通過第一加熱機構調整爐體內的溫度，直至檢測溫度t匹配同一時刻的理想溫度t。
25、本專利技術的有益效果：
26、1、通過設置熱場控制機構，將第一加熱機構和第二加熱機構集成在同一鐘罩爐中，實現了低溫排膠和高溫燒結的無縫銜接；這種方式省略了中間的物料轉運環節，有效避免了因轉運導致的物料損壞問題，同時減少了轉運過程中的溫度損耗，顯著降低了能源消耗；這種一體化設計不僅提高了生產效率，還確保了工藝過程的連續性和穩定性；
27、2、通過設置溫度檢測機構，將k型熱電偶和b型熱電偶結合使用，這種方法確保了對爐體內的溫度從低溫狀態到高溫狀態的平穩過渡檢測，從而在整個高溫燒結過程中提供對爐體內溫度的精確控制，提高了溫度控制的精度，并有助于實現更穩定的工藝條件；這種逐步替換的方式不僅保證了測量的連續性和準確性，還使得整個過程中的溫度變化能夠被精準捕捉，從而優化了高溫燒結的效果；
28、3、通過設置排膠機構，能夠快速凈化低溫排膠過程中產生的有害氣體，顯著減少對環境的影響，并改善工作環境的質量；這種設計不僅有助于環境保護，還提升了操作現場的安全性和員工的工作條件。
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1.一種排膠燒結一體鐘罩爐，包括爐體（2）；其特征在于，所述爐體（2）上設置有熱場控制機構（3），所述熱場控制機構（3）包括：
2.根據權利要求1所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述第二加熱機構（32）包括加熱器（321）和輸送管（322）；所述加熱器（321）安裝于爐體（2）外側的殼體（1）內；所述加熱器（321）的輸出端通過輸送管（322）與爐體（2）內部連通；
3.根據權利要求2所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述溫度檢測機構（33）還包括驅動機構（333）；所述驅動機構（333）安裝于爐體（2）外部；所述驅動機構（333）用于驅動K型熱電偶（331）插入或移出爐體（2）；
4.根據權利要求3所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述驅動機構（333）包括安裝座（3331）、電機（3332）、絲桿（3333）以及滑座（3336）；所述安裝座（3331）固設于爐體（2）的外壁，所述電機（3332）安裝于安裝座（3331），所述絲桿（3333）轉動連接于安裝座（3331），所述電機（3332）的輸出端與安裝座（3331
5.根據權利要求4所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述驅動機構（333）還包括皮帶（3335）和兩個轉輪（3334）；其中一個所述轉輪（3334）與電機（3332）輸出端同軸連接，另一個所述轉輪（3334）與絲桿（3333）同軸連接，所述皮帶（3335）張緊于兩個所述轉輪（3334）。
6.根據權利要求2所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述溫度檢測機構（33）還包括設置于殼體（1）一側的電控柜（334），所述電控柜（334）與第一加熱機構（31）、加熱器（321）、K型熱電偶（331）和B型熱電偶（332）之間均通過電性控制連接。
7.根據權利要求1所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述爐體（2）為多塊泡沫剛玉陶瓷拼接而成。
8.根據權利要求6所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述爐體（2）的下方設置有物料平臺（4），殼體（1）上設置有用于驅動物料平臺（4）平移和升降的平移機構（5）和升降機構（6）；所述殼體（1）上設置有限位機構（7）；當所述平移機構（5）驅動物料平臺（4）移動到與爐體（2）底部開口對位時，所述物料平臺（4）與限位機構（7）抵觸，然后可通過升降機構（6）驅動物料平臺（4）上升對爐體（2）底部開口進行密封。
9.根據權利要求1所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述爐體（2）的頂部設置有排膠機構（8）；所述排膠機構（8）包括設置于殼體（1）一側的煙氣處理器，所述爐體（2）的頂部開設有至少一個排膠孔（81），所述排膠孔（81）與煙氣處理器之間通過排氣管（82）連通；
10.如權利要求1-9任意一項所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種排膠燒結一體鐘罩爐，包括爐體（2）；其特征在于，所述爐體（2）上設置有熱場控制機構（3），所述熱場控制機構（3）包括：
2.根據權利要求1所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述第二加熱機構（32）包括加熱器（321）和輸送管（322）；所述加熱器（321）安裝于爐體（2）外側的殼體（1）內；所述加熱器（321）的輸出端通過輸送管（322）與爐體（2）內部連通；
3.根據權利要求2所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述溫度檢測機構（33）還包括驅動機構（333）；所述驅動機構（333）安裝于爐體（2）外部；所述驅動機構（333）用于驅動k型熱電偶（331）插入或移出爐體（2）；
4.根據權利要求3所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述驅動機構（333）包括安裝座（3331）、電機（3332）、絲桿（3333）以及滑座（3336）；所述安裝座（3331）固設于爐體（2）的外壁，所述電機（3332）安裝于安裝座（3331），所述絲桿（3333）轉動連接于安裝座（3331），所述電機（3332）的輸出端與安裝座（3331）同軸連接，所述滑座（3336）滑動連接于安裝座（3331），且所述滑座（3336）螺紋連接于絲桿（3333），所述k型熱電偶（331）安裝于滑座（3336）；所述電機（3332）用于帶動k型熱電偶（331）沿其軸線平移。
5.根據權利要求4所述的一種排膠燒結一體鐘罩爐，其特征在于，所述驅動機構（333）還包括皮帶（3335）和兩個轉輪（3334）；其中一個...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王崢，王磊，方松，
申請(專利權)人：合肥費舍羅熱工裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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