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氣氛燒結(jié)為什么常用氮氣?對氮氣發(fā)生器有哪些技術(shù)要求?

氣氛燒結(jié)是一種在特定氣氛下進行的燒結(jié)工藝,這種氣氛可以是氮氣、氫氣、氬氣等,具體使用哪種氣體取決于燒結(jié)材料的特性和要求。氮氣在氣氛燒結(jié)中非常常見,因為它是一種惰性氣體,可以防止材料在高溫下氧化,同時也可以作為保護氣氛來控制燒結(jié)過程中材料的化學(xué)成分。

 

在氣氛燒結(jié)中使用氮氣,主要是因為氮氣可以提供一個惰性環(huán)境,防止材料在燒結(jié)過程中與空氣中的氧氣反應(yīng)。這對于容易氧化的材料尤其重要,比如某些金屬和陶瓷材料。氮氣的使用有助于保持材料的化學(xué)計量比,避免揮發(fā)性成分的損失,從而確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

 

例如,氮化硅、碳化硅等非氧化物陶瓷通常需要在氮氣或惰性氣體中進行燒結(jié),以防止氧化。此外,氮氣也被用于粉末冶金生產(chǎn)中作為節(jié)能型可變保護氣體氣氛,它不僅用于燒結(jié)保護,還用于淬火保護、吹掃等過程中。

總的來說,氣氛燒結(jié)中使用氮氣是為了提供一個穩(wěn)定的、無氧的或低氧的環(huán)境,以確保材料在高溫下的性能和結(jié)構(gòu)不受氧化等因素的影響。

 

氣氛燒結(jié)中使用的氮氣發(fā)生器的要求會根據(jù)具體的應(yīng)用和材料特性有所不同。氣氛燒結(jié)使用的氮氣發(fā)生器的技術(shù)要求通常包括以下幾個方面:

 

氮氣純度:氮氣發(fā)生器可提供不同純度的氮氣,通常有95%97%、99%99.9%等不同純度選項。對于大多數(shù)氣氛燒結(jié)應(yīng)用,氮氣的純度至少應(yīng)達到99.5%以上,以確保燒結(jié)過程中材料的質(zhì)量和性能不受影響。在某些特定的高性能應(yīng)用中,可能需要更高純度的氮氣,例如,在電子行業(yè)和冶金、金屬加工行業(yè)中,通常要求氮氣純度達到99.9%或更高。對于某些特定的高純度應(yīng)用,如半導(dǎo)體制造,可能需要更高純度的氮氣。

 

流量:氮氣發(fā)生器的流量范圍通常從1立方米/小時到1000立方米/小時或更大,根據(jù)用戶的需求和應(yīng)用領(lǐng)域確定。對于氣氛燒結(jié),氮氣的流量要求同樣取決于燒結(jié)爐的容量和燒結(jié)工藝的需要。流量需要足夠以維持爐內(nèi)所需的氣氛環(huán)境,同時還要考慮到爐子的密封性和氣體的消耗速率。具體的流量值需要根據(jù)燒結(jié)爐的設(shè)計和燒結(jié)工藝參數(shù)來確定。

 

壓力:氮氣發(fā)生器的工作壓力通常在0.5MPa1.0MPa之間,根據(jù)需要可以調(diào)整。氣氛燒結(jié)中使用的氮氣壓力并沒有一個統(tǒng)一的標準燒結(jié)過程中使用的氮氣壓力取決于燒結(jié)爐的設(shè)計和燒結(jié)工藝的要求。一些燒結(jié)過程可能需要較高壓力的氮氣以確保氣氛的穩(wěn)定性和均勻性,而其他過程可能在常壓下進行。

 

能耗:氮氣發(fā)生器的能耗一般在0.6-0.8千瓦時/立方米,具體取決于氮氣純度、流量和工作壓力等因素。

 

配置要求:氮氣發(fā)生器通常需要配備一臺空壓機,用來生成壓縮空氣??諌簷C通常采用旋轉(zhuǎn)式或活塞式,具備高效、穩(wěn)定的特點。此外,還需要空氣處理系統(tǒng)來去除壓縮空氣中的水分、油污和雜質(zhì)等,以保證獲取干凈和穩(wěn)定的氣體源。分離設(shè)備如吸附劑和膜分離器等,能夠高效地將氮氣純度提升到所需水平。氮氣發(fā)生器還配備了精確的控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測氮氣純度、流量和壓力等參數(shù),并進行自動調(diào)節(jié)和控制。

 

環(huán)境要求:氮氣發(fā)生器的工作環(huán)境溫度通常在5℃-35℃,相對濕度小于70%,海拔高度不超過2000米。出氣顆粒小于0.01um,無領(lǐng)苯二甲酸鹽和懸浮液體。

 

安全和環(huán)保要求:可控氣氛熱處理設(shè)備應(yīng)配置可靠的氣氛安全聯(lián)鎖裝置,確保在爐溫低于750℃時,可燃氣(液)不能通入爐內(nèi)或自動關(guān)斷,氮氣自動充入,并報警。此外,還應(yīng)有廢氣排放處理措施,確保爐內(nèi)排除的廢氣經(jīng)完全燃燒后排放,以滿足環(huán)保要求。

 

總的來說,氣氛燒結(jié)中使用的氮氣發(fā)生器的壓力、純度和流量要求需要根據(jù)具體的燒結(jié)材料和工藝條件來確定,以確保燒結(jié)過程的質(zhì)量和效率。




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