재료 R&D용 1700°C 튜브 퍼니스

1700°C 고온 튜브 퍼니스(다중 구역 구성) — TOB-K2-6-17TPD3

제품 개요 및 주요 용도

튜브 퍼니스는 가열 챔버가 원통형 튜브로 되어 있어, 일반적으로 제어된 가스 분위기에서 작업물을 가열하는 고온 퍼니스입니다. TOB-K2-6-17TPD3는 K2 시리즈의 1700°C 튜브 퍼니스로, 수평 및 수직 구성으로 제공되는 고순도 석영 또는 고순도 알루미나 커런덤 퍼니스 튜브를 기반으로 제작되었습니다. 표준 튜브 직경은 40mm, 60mm, 80mm, 100mm(맞춤 설정 가능)이며, 표준 가열 구역은 150mm, 205mm, 350mm, 440mm(맞춤 설정 가능)입니다. 구역 구성은 단일, 이중, 삼중에서 5중 구역까지 다양하며, 특수 공정 요구 사항을 위해 퍼니스 본체에 회전 틸팅 시스템을 장착할 수 있습니다.

TOB-K2-6-17TPD3는 규화몰리브덴(MoSi₂) 발열체를 사용하여 설계 온도 1700°C에 도달하며, 알루미나 튜브 사용 시 작동 온도 범위는 0~1600°C입니다. 온도 제어 정확도는 ±1°C이며, B형 열전대(0~1820°C 측정 범위)로 모니터링됩니다. 이 퍼니스는 단상 220V 전원을 사용하며, 작업자 개입 없이 가열 및 냉각을 자동화하는 30단계 프로그래밍 가능 PID 자가 튜닝 지능형 온도 컨트롤러를 갖추고 있습니다.

이 퍼니스는 과학 연구 및 소량 생산의 엄격한 요구 사항을 위해 설계되었습니다. 이중층 강제 공랭식 하우징은 고온에서도 외부 표면 온도를 실온에 가깝게 유지하며, 계단식 조립 퍼니스 챔버는 가열 중 응력을 균일하게 분산시켜 열 손실을 방지하고 수명을 연장합니다. 경량 알루미나 세라믹 섬유 단열재는 우수한 단열 성능을 제공하는 동시에 균열, 고착, 슬래그 발생이 없어 소성 제품의 오염을 방지합니다.

주요 용도:

• 세라믹, 야금, 전자, 유리, 화학, 기계 및 내화 재료 연구와 소량 생산.
• 최대 1700°C 온도에서의 배터리 재료 합성(양극 전구체 하소, 전고체 전해질 소결)을 포함한 신소재 개발.
• 프로그래밍 가능한 가열 프로파일을 갖춘 고온 퍼니스가 필요한 대학 교육 및 연구 응용 분야.
• 제어된 가스 분위기(불활성 가스, 혼합 가스, 질소, 산소, 일산화탄소, 아르곤) 또는 진공 조건이 필요한 공정.

특정 재료 공정에 최적화된 튜브 재질(석영 대 알루미나), 가열 구역 구성 또는 가스 분위기를 결정해야 하십니까? 귀하의 응용 분야 세부 정보를 당사의 고온 공정 엔지니어에게 문의하십시오.

재료 연구 및 배터리 개발에서 1700°C 튜브 퍼니스의 역할

배터리 재료 연구 및 생산에서 1700°C 튜브 퍼니스는 저온(1200°C) 퍼니스에서 수행할 수 없는 고온 합성 및 열처리 단계를 담당합니다. TOB-K2-6-17TPD3는 다음 용도로 사용됩니다:

• 양극 재료 합성:더 높은 소결 온도가 필요한 하이 니켈 산화물, 스피넬 산화물 및 특정 인산염 화합물과 같은 재료를 위해 최대 1700°C 온도에서 양극 전구체를 하소합니다.
• 전고체 전해질 처리:1100~1200°C에서 산화물 고체 전해질(예: LLZO, LATP, LAGP)을 소결하거나 특수 세라믹 전해질을 고온 합성합니다.
• 음극 재료 처리:탄소 재료의 고온 탄화 또는 흑연화 연구, 실리콘 기반 음극 전구체 열처리.
• 일반 재료 연구:고온, 제어된 분위기 및 프로그래밍 가능한 가열 프로파일의 조합이 필요한 세라믹, 야금, 유리 및 내화 재료 처리.

다중 구역 구성은 길고 균일한 온도 구역이 필요한 공정에 특히 유용합니다. 독립적인 구역 제어가 가능한 삼중 또는 5중 구역 구성은 사용자가 긴 샘플 길이에 걸쳐 평탄한 온도 프로파일을 유지할 수 있게 해주며, 이는 균일한 재료 배치를 생산하는 데 필수적입니다. 회전 틸팅 옵션은 특정 분말 반응과 같이 가열 중에 샘플이나 도가니를 기울이거나 회전시켜야 하는 공정을 가능하게 합니다.

TOB-K2-6-17TPD3의 주요 엔지니어링 특성

• 규화몰리브덴 발열체를 사용한 1700°C 설계 온도
  MoSi₂ 발열체는 1700°C의 설계 온도와 0~1600°C의 연속 작동 온도(알루미나 튜브 사용 시)를 가능하게 합니다. 규화몰리브덴 발열체는 우수한 고온 산화 저항성과 긴 수명을 제공하여 1700°C급 퍼니스의 업계 표준이 되었습니다.
• 긴 균일 온도 구역을 위한 다중 구역 구성
  K2 시리즈는 단일, 이중, 삼중 및 5중 구역 구성을 제공하며, 표준 가열 구역은 150mm, 205mm, 350mm, 440mm(맞춤 설정 가능)입니다. 다중 구역 제어는 긴 샘플 길이에 걸쳐 균일한 온도 프로파일을 유지하여 전체 퍼니스 튜브에서 일관된 재료 처리를 보장하는 데 필수적입니다.
• 고정밀 온도 제어(±1°C)
  이 퍼니스는 자동 가열 및 냉각 기능을 갖춘 30단계 프로그래밍 가능 PID 자가 튜닝 지능형 온도 컨트롤러를 사용합니다. 온도 제어 정확도는 ±1°C이며, B형 열전대(0~1820°C)로 모니터링됩니다. 옵션인 RS-485 통신 인터페이스를 통해 컴퓨터에 연결하여 시작/정지 제어, 알람/가열 정지, 가열 곡선 설정 및 저장, 이력 곡선 기록이 가능합니다.
• 이중 루프 안전 보호
  이 퍼니스는 과열 보호, 열전대 파손 보호, 과전류 보호 및 과압 보호를 포함한 이중 루프 보호 기능이 있는 통합 회로 및 모듈식 제어를 사용합니다. 이러한 중복 안전 시스템은 특히 무인 장시간 가열 프로그램에서 안정적이고 신뢰할 수 있으며 안전한 작동을 보장합니다.
• 분위기 및 진공 기능
  이 퍼니스는 모든 불활성 가스, 혼합 가스, 질소, 산소, 일산화탄소 및 아르곤을 지원합니다. 입구 끝에는 니들 밸브와 진공 게이지가 있는 하나 이상의 입구를 장착할 수 있으며, 출구 끝은 하나의 출구 포트와 하나의 진공 포트에 연결되며 모두 니들 밸브가 장착되어 있습니다. 퍼니스에는 진공 펌프가 포함되어 있어 진공 열처리는 물론 제어된 분위기 처리도 가능합니다.
• 이중층 강제 공랭식 하우징
  퍼니스 쉘은 이중층 강제 공랭식 구조를 채택하여 고온에서도 퍼니스 쉘의 외부 온도가 실온에 가깝게 유지되도록 하여 우발적인 화상을 방지하고 주변 장비와 작업자를 보호합니다.
• 경량 알루미나 세라믹 섬유 단열재
  퍼니스 챔버는 국제적으로 앞선 경량 알루미나 세라믹 섬유를 사용하여 우수한 단열 성능, 가벼운 무게 및 높은 내열성을 제공합니다. 단열재는 균열, 고착, 슬래그 발생이 없어 소성 제품의 오염을 방지합니다. 에너지 효율은 기존 전기 퍼니스 대비 60~80% 수준입니다.
• 304 스테인리스 스틸 밀봉 플랜지
  퍼니스 튜브는 설치 및 제거가 쉽고 산화, 산 및 알칼리에 강하며 안정적인 기밀성을 위해 이중층 밀봉을 제공하는 304 스테인리스 스틸 플랜지로 밀봉됩니다.
• 포괄적인 표준 액세서리
  이 전기로는 파이프 1개, 진공 펌프 1개, 가스 파이프 1개, 스테인리스 스틸 플랜지 1세트, 파이프 플러그 2개, 도가니 집게 1개, 특수 고온 장갑 1켤레, 사용 설명서 1권과 함께 배송됩니다. 선택 사양 액세서리로는 터치스크린 제어, 흡입/배기 흄 벤트, 페이퍼리스 기록계, 원격 통신 제어 시스템이 있습니다.

기술 사양

퍼니스 튜브 및 존 구성:

• 퍼니스 튜브 재질: 고순도 석영 또는 고순도 알루미나 커런덤 튜브
• 구성: 수평 및 수직
• 표준 튜브 치수: 40 mm, 60 mm, 80 mm 및 100 mm (맞춤 설정 가능)
• 표준 가열 존: 150 mm, 205 mm, 350 mm 및 440 mm (맞춤 설정 가능)
• 존 구성: 단일, 이중, 삼중 및 5중 존
• 선택 사항: 퍼니스 본체에 장착된 회전 틸팅 시스템

실용적인 작동 권장 사항

다음 권장 사항은 1700 °C급 튜브 퍼니스에 대한 모범 사례를 기반으로 하며 TOB-K2-6-17TPD3에 적용됩니다:

• 튜브 재질 선택: 알루미나 튜브를 사용할 경우 작동 온도가 0–1600 °C로 지정되므로 1200 °C 이상의 작동 온도에서는 알루미나(커런덤) 튜브를 사용하십시오. 석영 튜브는 저온 응용 분야에 적합하며 높은 광학 투명도를 제공하지만 최대 온도 제한이 낮습니다. 최대 공정 온도 및 분위기 호환성에 따라 튜브 재질을 선택하십시오.
• 가열 속도: 가열 속도는 0–10 °C/min으로 설정할 수 있지만 ≤ 5 °C/min으로 유지하는 것이 좋습니다. 가열 속도를 늦추면 퍼니스 튜브와 작업물에 가해지는 열 응력이 줄어들고, MoSi₂ 발열체의 수명이 연장되며, 세라믹 샘플의 균열을 방지할 수 있습니다.
• 가스 및 진공 작동: 불활성 분위기 공정의 경우, 가열 전 15–20분 동안 공정 가스로 튜브를 퍼지하여 공기를 제거하십시오. 진공 작동의 경우, 포함된 진공 펌프를 진공 포트에 연결하고 배기 전에 플랜지가 제대로 밀봉되었는지 확인하십시오. 압력을 모니터링하려면 항상 진공 게이지를 사용하십시오.
• 샘플 배치: 샘플 보트 또는 도가니를 균일 가열 존 중앙에 배치하십시오. 다중 존 퍼니스의 경우, 전체 배치를 진행하기 전에 샘플 길이에 걸쳐 평탄한 온도 프로파일을 확인하십시오.
• 냉각: 공정 후 퍼니스가 자연적으로 냉각되도록 하십시오. 권장 냉각 속도는 가열 속도 지침과 일치하며, 튜브와 작업물에 균열을 일으킬 수 있는 급격한 냉각은 피하십시오.
• 안전: 이중층 강제 공랭식 하우징은 외부를 실온에 가깝게 유지하지만, 퍼니스 튜브, 플랜지 및 퍼니스 주변 영역은 작동 중에 뜨거운 상태를 유지합니다. 샘플을 다룰 때는 포함된 도가니 집게와 고온 장갑을 사용하십시오. 항상 이중 루프 안전 보호 기능을 사용하십시오.

일반적인 작동 문제 및 문제 해결

엔지니어링 FAQ

Q1: 제 애플리케이션에 석영 튜브와 알루미나(커런덤) 튜브 중 무엇을 선택해야 합니까?

작동 온도가 가장 중요한 기준입니다. 약 1200 °C까지의 공정에는 석영 튜브가 적합하며 시각적 관찰을 위한 광학적 투명성을 제공합니다. 1200 °C 이상의 공정(1600 °C 작동 한계까지)에는 알루미나 커런덤 튜브가 필요합니다. 사양에는 알루미나 튜브 구성의 작동 온도가 0–1600 °C로 명시되어 있습니다. 최대 공정 온도와 분위기와의 화학적 호환성을 기준으로 튜브를 선택하십시오.

Q2: 다중 존 로 구성의 이점은 무엇입니까?

다중 존 구성(듀얼, 트리플 또는 퀸튜플 존)은 각 가열 존을 독립적으로 제어할 수 있게 하여 더 길고 균일한 평탄 온도 존을 가능하게 합니다. 긴 샘플 보트의 경우, 단일 존 로는 끝부분에서 온도 저하가 나타나지만, 트리플 또는 퀸튜플 존 로는 전체 샘플 길이에 걸쳐 평탄한 프로파일을 유지하며, 이는 균일한 재료 처리에 필수적입니다.

Q3: TOB-K2-6-17TPD3를 불활성 가스 및 진공 공정 모두에 사용할 수 있습니까?

네. 유입구 끝에는 하나 이상의 가스 유입구(각각 니들 밸브와 진공 게이지 포함)를 장착할 수 있으며, 배출구 끝에는 니들 밸브가 포함된 하나의 배출 포트와 하나의 진공 포트가 제공됩니다. 로에는 진공 펌프가 포함되어 있어 제어된 분위기 처리(불활성 가스, 질소, 산소, 일산화탄소, 아르곤 등 사용)와 진공 열처리가 모두 가능합니다.

Q4: 이 로에 권장되는 가열 속도는 얼마입니까?

가열 속도는 0–10 °C/min으로 설정할 수 있지만, ≤ 5 °C/min을 사용하는 것이 권장됩니다. 더 느린 속도는 튜브와 작업물에 가해지는 열 응력을 줄이고, 가열 요소의 수명을 연장하며, 세라믹 샘플의 균열을 방지합니다.

Q5: 이 로는 배터리 재료 합성에 적합합니까?

네. 1700 °C 설계 온도는 K2 시리즈의 성능을 표준 1200 °C 로 이상으로 확장하여 산화물 고체 전해질, 하이 니켈 양극 전구체 및 최대 1600 °C의 소결 온도가 필요한 특수 세라믹 전해질 시스템을 포함한 첨단 배터리 재료의 고온 하소 및 소결을 가능하게 합니다.

정밀한 다중 존 제어 및 분위기/진공 기능을 갖추고 최대 1700 °C까지 고온 합성 및 열처리를 수행할 준비가 되셨습니까? 튜브 재질(석영 또는 알루미나), 직경, 가열 존 구성 및 옵션인 회전 틸팅 시스템을 지정하여 TOB-K2-6-17TPD3에 대한 견적을 요청하십시오. 당사의 고온 공정 엔지니어가 귀하의 애플리케이션에 최적화된 구성을 추천해 드릴 수 있습니다.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

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