高溫實驗爐是實驗室、工礦企業(yè)及科研單位用于間歇式高溫加熱的專用設(shè)備，其核心功能是為材料研究、熱處理及化學反應(yīng)提供穩(wěn)定可控的高溫環(huán)境。以下從定義、分類、應(yīng)用范圍及使用注意事項四個方面展開介紹：

一、定義與核心參數(shù)

高溫實驗爐通過電能轉(zhuǎn)化為熱能，實現(xiàn)高溫環(huán)境（通常＞1000℃）的精確控制，具備溫度保持、監(jiān)測及調(diào)節(jié)功能。其核心參數(shù)包括：

溫度范圍：覆蓋600℃至2600℃，按溫度區(qū)間分為低溫（＜600℃）、中溫（600-1000℃）、高溫（1000-1700℃）及超高溫（1800-2600℃）爐。

加熱元件：采用0Cr25Al5、硅碳棒、硅鉬棒、鉻酸鑭等材料，其中鉻酸鑭元件在氧化氣氛中可達1800℃。

控溫精度：±1℃，滿足高精度實驗需求。

爐膛材質(zhì)：高鋁、氧化鋁、陶瓷纖維等，具備耐高溫、耐腐蝕特性。

二、分類與結(jié)構(gòu)特點

根據(jù)爐膛形狀、操作程序及氣氛要求，高溫實驗爐可分為以下類型：

箱式高溫爐

外形：類似箱子，爐膛為方形，門開在正前方，向外拉門設(shè)計，門內(nèi)設(shè)門堵以增強保溫性。

特點：功能強大，保溫性能優(yōu)異，適合大多數(shù)實驗室及工業(yè)場景。

應(yīng)用：金屬熱處理（淬火、退火、回火）、陶瓷燒結(jié)、樣品灰化等。

管式爐

結(jié)構(gòu)：將石英或剛玉爐管置于爐膛內(nèi)，加熱區(qū)域與恒溫區(qū)域放置工件。

特點：適合小工件和小樣品加熱，兩端密封法蘭可實現(xiàn)預抽真空或通入保護氣體。

應(yīng)用：材料合成、催化反應(yīng)、氣體熱處理等。

氣氛爐

結(jié)構(gòu)：集成箱式爐與管式爐特點，增加進氣口和出氣口，爐體密封焊接，門上設(shè)耐高溫硅膠密封圈。

特點：可預抽真空（一般達0.05MPa）或通入氧化、還原、惰性氣體，滿足特殊實驗需求。

應(yīng)用：氣氛保護燒結(jié)、化學氣相沉積（CVD）等。

井式爐

結(jié)構(gòu)：爐膛豎直安置，爐門開在上方，垂直方向取放樣品。

特點：方便自動化改進（如配合機械手操作），適合長條形工件加熱。

應(yīng)用：金屬淬火、回火、滲碳等。

三、應(yīng)用范圍

高溫實驗爐廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

材料科學

金屬/合金熱處理（退火、淬火、回火）、陶瓷燒結(jié)、玻璃熔融。

納米材料、復合材料合成（如碳化硅纖維增強陶瓷）。

樣品灰化、灼燒（測定灰分、揮發(fā)分）、熱重分析（TGA）、差熱分析（DSC）。

能源與環(huán)境

固體氧化物燃料電池（SOFC）電解質(zhì)燒結(jié)。

核廢料處理模擬（高溫熔融玻璃固化）。

催化劑制備（貴金屬負載型催化劑活化）。

半導體與電子

晶體生長（如單晶硅、藍寶石）、薄膜制備（CVD、PVD工藝）。

金屬熔煉、澆鑄模擬實驗。

地質(zhì)與化工

巖石圈熱演化實驗、礦物高溫反應(yīng)研究。

燃燒合成（自蔓延高溫合成SHS制備難熔化合物）。

四、使用注意事項

為確保實驗安全及設(shè)備壽命，需嚴格遵守以下規(guī)范：

環(huán)境與安全

實驗環(huán)境需干燥通風，濕度＜80%，無導電塵埃及腐蝕性氣體。

操作人員需穿戴耐高溫手套、護目鏡、阻燃實驗服，避免皮膚直接接觸爐體。

嚴禁在爐內(nèi)加熱易燃、易爆物品（如塑料、有機溶劑）或密封容器，防止爆炸。

操作規(guī)范

溫度控制：設(shè)定溫度不得超過設(shè)備額定上限（如1200℃爐不可強行超溫），避免損壞加熱元件或爐膛。

升溫與降溫：升溫前需預熱（部分設(shè)備需從低溫逐步升溫），防止熱沖擊；實驗結(jié)束后需自然降溫至200℃以下再關(guān)閉電源，禁止強制風冷或水冷。

樣品放置：使用耐高溫容器（如氧化鋁坩堝、石英舟），避免樣品直接接觸爐膛內(nèi)壁；樣品體積≤爐膛容積的1/3，確保溫度場均勻。

維護與檢查

定期清理爐膛殘留物（如灰燼、金屬氧化物），防止污染后續(xù)實驗。

檢查爐門密封條、加熱元件及接線端子，確保無老化、短路或漏電現(xiàn)象。

校準溫控系統(tǒng)，避免溫度波動影響實驗結(jié)果。

應(yīng)急處理

超溫報警時立即切斷電源，待自然降溫后檢查溫控系統(tǒng)。

樣品飛濺或泄漏時關(guān)閉電源，待冷卻后清理，避免直接接觸高溫液體或碎屑。

設(shè)備故障時聯(lián)系維修，禁止自行拆卸高溫部件。