Einführung
Die Carbolite Gero GmbH & Co. KG ist ein führender Hersteller von Hochtemperaturanlagen, die Temperaturen bis zu 3000 °C erreichen können. Diese Anlagen werden unter verschiedenen Atmosphären wie Vakuum, Inert- und Reaktivgasen betrieben. Das Unternehmen bietet sowohl Standardlösungen als auch maßgeschneiderte Systeme für spezifische Anwendungen an.
Portfolio und Geschichte
Carbolite Gero produziert eine breite Palette von Hochtemperaturanlagen, die von Laborgeräten bis zu großen Produktionsanlagen reichen. Die Produktion erfolgt an zwei Standorten: in Sheffield, UK, und in Neuhausen, Deutschland. Die Firma hat eine lange Geschichte in der Entwicklung von Öfen und ist Teil der Verder Scientific Division.
Technische SpezifikationenDie Anlagen decken einen Temperaturbereich von 30 °C bis 3000 °C ab. Für Temperaturen bis 1300 °C werden CrFeAl-Heizdrähte verwendet, während für höhere Temperaturen MoSi2-Heizelemente und wassergekühlte Kessel eingesetzt werden. Die Öfen sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, darunter Rohr-, Kammer-, Hauben- und
Laboröfen.
Wärmeübertragungsmechanismen
Es gibt drei Hauptmechanismen der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung. Die Wärmestrahlung wird ab etwa 700 °C dominant und ist auch im Vakuum wirksam. Carbolite Gero verwendet fortschrittliche Techniken zur Optimierung der Temperaturhomogenität in ihren Öfen.
Besondere Merkmale und Optionen
Die Öfen können mit verschiedenen Optionen ausgestattet werden, wie z.B. programmierbaren Temperaturreglern und speziellen Zubehörteilen für spezifische Anwendungen. Es gibt auch kundenspezifische Lösungen für spezielle Anforderungen, wie z.B. für die Kristallzucht oder das Metal-Injection-Molding.
Fazit
Carbolite Gero bietet eine umfassende Palette an Hochtemperaturlösungen, die durch jahrzehntelange Erfahrung und technologische Innovationen unterstützt werden. Die Produkte sind weltweit verfügbar und werden durch ein Netzwerk von Tochtergesellschaften und Vertretungen unterstützt.
Vakuumtechnik in der Wärmebehandlung
Der Text behandelt die Bedeutung der Vakuumtechnik in der Wärmebehandlung, insbesondere bei hohen Temperaturen über 1800 °C. Die Reduzierung des Sauerstoffgehalts ist entscheidend, um Oxidation zu verhindern und die Reinheit der Prozessgase zu gewährleisten.
Vakuumbereiche und Druck
Es werden vier Vakuumbereiche definiert: Ultrahochvakuum, Hochvakuum, Feinvakuum und Grobvakuum. Die Druckbereiche sind entscheidend für die Auswahl der geeigneten Vakuumpumpen.
Vakuumpumpen
Verschiedene Pumpentypen wie Drehschieberpumpen, Wälzkolbenpumpen, Turbomolekularpumpen und Öldiffusionspumpen werden beschrieben. Jede Pumpe hat spezifische Anwendungen und Vorteile, abhängig vom gewünschten Vakuumbereich.
Heizprinzipien und Atmosphären
Die Wahl des Heizprinzips hängt von der maximalen Arbeitstemperatur und der gewünschten Atmosphäre ab. Verschiedene Materialien wie CrFeAl, MoSi2, Mo, W und Graphit werden für Heizelemente verwendet, die jeweils unterschiedliche Atmosphären erfordern.
Anwendungsmatrix
Die Anwendungsmatrix zeigt die Eignung verschiedener Ofentypen für spezifische Anwendungen wie Härten, Glühen, Sintern und Kristallzucht. Die Auswahl des Ofens basiert auf der maximalen Temperatur und der gewünschten Anwendung.
Einleitung
Der EBO ist ein spezialisierter Ofen zur Entbinderung von Formkörpern, die aus BASF Catamold® Feedstock hergestellt werden. Der Ofen bietet ein nutzbares Volumen von 120 Litern und ist für katalytische Entbinderungsprozesse optimiert.
Technische Spezifikationen
Der EBO verfügt über eine wasserbeheizte Kammer mit einer maximalen Temperatur von 150 °C. Die Außenabmessungen betragen 2150 x 1750 x 1850 mm, und das Gesamtgewicht der Anlage liegt bei 1200 kg. Der Ofen arbeitet mit einer Leistung von 15 kW und einer Spannung von 400 V.
Entbinderungsprozess
Der Prozess beginnt mit einer Stickstoffspülung zur Reduzierung des Sauerstoffgehalts. Gasförmige Salpetersäure wird in den Ofen geleitet, um den Binder von den Grünlingen zu entfernen. Die Entbinderungsraten liegen zwischen 1 – 4 mm/h. Der Prozess wird durch die Bildung von Formaldehyd überwacht, welches das Ende der Binderentfernung signalisiert.
Sicherheits- und Bedienungsmerkmale
Der EBO ist mit Sicherheitsverriegelungen ausgestattet, um eine optimale Sicherheit zu gewährleisten. Die Bedienung erfolgt über ein Touch-Panel, das sowohl manuelle als auch vollautomatische Steuerung ermöglicht.
GLO-Ofen
Der GLO-Ofen ist für Glühprozesse bis 1100 °C ausgelegt und bietet eine vakuumdichte Retorte. Er ist mit einem Gasumwälzsystem ausgestattet, das eine gleichmäßige Temperaturverteilung sicherstellt. Der Ofen kann manuell oder automatisch betrieben werden und ist mit Sicherheitsausstattungen für den Betrieb mit reaktiven Gasen ausgestattet.
Vorteile und Anwendungen
Beide Ofentypen bieten eine definierte Atmosphäre mit hoher Reinheit und sind für verschiedene Anwendungen wie Anlassen, Härten, Glühen und Pyrolyse geeignet. Die Öfen sind kompakt und bieten Optionen wie Schnellkühlung und Wasserkühlung.
Zusammenfassung des technischen Dokuments:
1. Einleitung:
Das Dokument beschreibt verschiedene Arten von Öfen, die von Carbolite Gero hergestellt werden, darunter vertikale Lötofen (VL), Rohröfen der FHA-Modellreihe und Klapprohröfen der FST-Modellreihe. Diese Öfen sind für Anwendungen in kontrollierten Atmosphären und Vakuumbedingungen konzipiert.
2. Vertikaler Lötofen (VL):
- Der VL ist ein vertikal montierter Rohrofen, der für das Löten und Hartlöten von kleinen Komponenten bis zu 1050 °C geeignet ist.
- Er bietet die Möglichkeit, eine Gasatmosphäre mit höchster Reinheit zu erreichen und arbeitet im Hochvakuumbereich.
- Der Ofen kann automatisch bewegt werden, um Proben schnell abzukühlen oder zu beladen.
- Technische Daten: Maximaltemperatur 1050 °C, nutzbarer Raum 180 mm Durchmesser und 300 mm Höhe, Vakuum unter 5 x 10-6 mbar.
3. Rohröfen der FHA-Modellreihe:
- Diese Öfen können sowohl vertikal als auch horizontal bei Temperaturen bis zu 1350 °C betrieben werden.
- Sie sind mit freistrahlenden CrFeAl-Heizwendeln ausgestattet und bieten eine hohe Temperaturstabilität und lange Lebensdauer.
- Typische Anwendungen umfassen Härten, Anlassen, Glühen, Tempern und Alterungstests.
4. Klapprohröfen der FST-Modellreihe:
- Diese Öfen sind für Temperaturen bis zu 1300 °C ausgelegt und ermöglichen ein einfaches Positionieren des Arbeitsrohrs.
- Sie bieten die Möglichkeit, Reaktoren mit mehreren Anschlüssen direkt zu platzieren, ohne sie zerlegen zu müssen.
- Zusätzliche Vorteile sind die schnelle Abkühlung und die Möglichkeit, große Flansche am Arbeitsrohr zu belassen.
5. Technische Details und Vorteile:
- Alle Ofenmodelle sind mit hochwertigen Thermoelementen ausgestattet und bieten eine präzise Temperaturkontrolle.
- Die Öfen sind für den Einsatz in kontrollierten Atmosphären und Vakuumbedingungen optimiert.
- Sie bieten eine hohe Energieeffizienz durch die Verwendung von Faserisolierungen mit geringer thermischer Masse.
6. Anwendungen:
- Die Öfen sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, darunter Löten, Hartlöten, Entgasen, Pyrolyse, Rapid-Prototyping, Sintern, Synthese und Trocknen.
7. Schlussfolgerung:
Die von Carbolite Gero angebotenen Öfen bieten fortschrittliche Lösungen für industrielle und Laboranwendungen, die hohe Präzision und Reinheit erfordern. Sie sind besonders geeignet für Anwendungen, die eine kontrollierte Atmosphäre und hohe Temperaturen erfordern.
Einleitung: Der Acht-Zonen-Rohrofen (AZ) ist ein hochentwickeltes Heizsystem, das für die präzise Steuerung von Temperaturprofilen entwickelt wurde. Er ist besonders geeignet für Anwendungen wie das Verdampfen und Kondensieren von Materialien, die Herstellung von Nanostrukturen und andere Hochtemperaturprozesse.
Technische Spezifikationen: Der Ofen verfügt über acht separat steuerbare Heizzonen, die eine Temperaturhomogenität von besser als ±5 K gewährleisten. Die keramische Faserisolierung ermöglicht schnelles Aufheizen und Abkühlen. Der Ofen kann Temperaturen bis zu 1350 °C erreichen und ist mit verschiedenen Arbeitsrohren kompatibel, die für den Einsatz unter Vakuum geeignet sind.
Vorteile: Zu den Hauptvorteilen gehören die Flexibilität bei der Einstellung von Temperaturprofilen, die Verlängerung des homogenen Temperaturbereichs und die Möglichkeit der automatischen Steuerung und Datenaufzeichnung. Der Ofen ist kompakt und benötigt kein Kühlwasser, es sei denn, eine Vakuumpumpe wird angeschlossen.
Anwendungen: Der AZ ist ideal für Prozesse wie Verdampfen, Sublimieren, Kristallzüchtung, Trocknen, Synthese und Glühen in kontrollierten Atmosphären. Er wird auch für die Herstellung von siliziumbasierten Nanopartikeln verwendet, die in Quantentransistoren und lichtemittierenden Dioden eingesetzt werden.
Steuerung und Sicherheit: Die Steuerung erfolgt über ein Touch-Panel, das bis zu 12 Programme mit 15 Segmenten speichern kann. Ein Übertemperaturschutz ermöglicht den unbeaufsichtigten Betrieb über Nacht.
Zusätzliche Optionen: Der Ofen kann mit verschiedenen Zubehörteilen ausgestattet werden, darunter Vakuum- und Inertgaszubehör sowie digitale PID-Regler und Übertemperaturschutzsysteme.
Fazit: Der Acht-Zonen-Rohrofen bietet eine hohe Flexibilität und Präzision für eine Vielzahl von Hochtemperaturanwendungen und ist ein wertvolles Werkzeug für die Forschung und Entwicklung in der Materialwissenschaft.
Einleitung
Der Bericht untersucht das Verhalten von geschmolzenen und halbgeschmolzenen Gesteinsschichten, die zu Erdbeben und Vulkanausbrüchen beitragen können. Die Forschung konzentriert sich auf die Viskosität von Magma und die Erstellung von Risikobewertungen für Vulkane und Erdbebengebiete.
Hochtemperatur-Klapprohröfen (HTRV-A)
Die HTRV-A Modellreihe umfasst vertikale Hochtemperatur-Klapprohröfen, die Temperaturen bis zu 1700 °C erreichen. Diese Öfen sind mit Thermoelementen ausgestattet und bieten ein umfangreiches Zubehörprogramm für anspruchsvolle Wärmebehandlungen. Das Design ermöglicht eine einfache Positionierung des Arbeitsrohrs und eine schnelle Abkühlung der Proben.
Technische Daten der HTRV-A Öfen
Die Öfen sind in verschiedenen Modellen erhältlich, die sich in maximaler Temperatur, beheizter Länge und anderen Spezifikationen unterscheiden. Sie sind für den Einsatz in Luft oder modifizierter Atmosphäre geeignet und bieten verschiedene Stromversorgungsoptionen.
Wasserstoff-Rohrofen (HTRH-H2)
Das HTRH-H2 System ermöglicht sichere Wärmebehandlungen unter reiner Wasserstoffatmosphäre bis 1600 °C. Es verfügt über ein Sicherheitssystem mit Nachbrenner und Spültank und erfüllt alle Sicherheitsvorkehrungen für den Wasserstoffbetrieb.
Kammeröfen (HTK)Die HTK Serie bietet Kammeröfen mit verschiedenen Isoliermaterialien wie Graphit, metallischem Material oder Keramikfasern. Diese Öfen sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, einschließlich Pyrolyse, Sintern und Wärmebehandlung in verschiedenen Atmosphären.
Fazit
Die vorgestellten Hochtemperaturöfen bieten vielseitige Einsatzmöglichkeiten in der Forschung und Industrie. Sie ermöglichen präzise Wärmebehandlungen unter kontrollierten Bedingungen und tragen zur Verbesserung der Materialeigenschaften bei.
Einleitung: Der technische Bericht beschreibt verschiedene Hochtemperatur-Kammeröfen, die für spezifische Anwendungen in kontrollierten Atmosphären entwickelt wurden. Diese Öfen sind für Temperaturen bis zu 3000 °C geeignet und erfordern spezielle Schutzmaßnahmen, um die Integrität der Proben zu gewährleisten.
Ofentypen und Anwendungen: - Graphitöfen: Diese werden unter Vakuum oder Schutzgasen wie Stickstoff und Argon betrieben. Sie sind ideal für technische Keramiken und Verbundwerkstoffe.
- Metallische Öfen: Aus Molybdän und Wolfram gefertigt, bieten sie höchste Reinheit der Prozessatmosphäre und werden in kohlenstofffreien Umgebungen eingesetzt.
- Keramikfaserisolierte Öfen: Diese sind für Prozesse mit definiertem Sauerstoffanteil geeignet und können auch in 100 % Sauerstoffatmosphäre betrieben werden.
Technische Spezifikationen: - Die Öfen sind in verschiedenen Modellen und Größen erhältlich, mit nutzbaren Volumina von 8 bis 600 Litern.
- Maximale Temperaturen reichen von 1100 °C bis 2200 °C, abhängig vom Ofentyp und der Isolierung.
- Verschiedene Heiz- und Isoliertechniken stehen zur Verfügung, um die spezifischen Anforderungen der Anwendungen zu erfüllen.
Vakuum- und Gasausstattung: - Die Öfen können mit verschiedenen Vakuumpumpen ausgestattet werden, um unterschiedliche Vakuumniveaus zu erreichen.
- Eine Reaktionsgasausstattung ist verfügbar, um mit brennbaren Gasen wie Wasserstoff sicher zu arbeiten.
Software und Steuerung: - Manuelle und automatische Steuerungsoptionen sind verfügbar, wobei die automatische Version mehr Komfort und Sicherheit bietet.
- Die Software ermöglicht die Speicherung und Verwaltung von Heizprogrammen und Prozessdaten.
Zusätzliche Optionen: - Wasserkühlungssysteme können integriert werden, wenn am Aufstellungsort kein Kühlwasser verfügbar ist.
- Die Öfen können mit zusätzlichen Inertgasen und Sicherheitsausstattungen für brennbare Gase ausgerüstet werden.
Hauptmerkmale des Hochtemperaturkammerofens (HTKE):- Der HTKE ist für die Wärmebehandlung in Luft optimiert und erreicht eine Temperaturhomogenität von ± 5 K.
- Er ist mit einem Typ B Thermoelement zur Temperaturüberwachung ausgestattet, das sich in einem keramischen Schutzrohr befindet.
- Optional kann der Ofen mit einer Entbinderungseinrichtung ausgestattet werden, die eine symmetrische Luftzufuhr ermöglicht, um die Temperaturhomogenität zu verbessern.
- Der Ofen kann Temperaturen bis zu 1800 °C erreichen und ist für Anwendungen wie Sintern, Entbindern und Trocknen geeignet.
Technische Spezifikationen:- Verfügbare Modelle: HTKE 16/64 mit einem nutzbaren Volumen von 64 l und einer maximalen Temperatur von 1600 °C.
- Die MoSi2-Heizelemente sind für hohe Temperaturen an Luft geeignet und bilden eine schützende Oxidschicht.
- Der Ofen ist keramikfaserisoliert und benötigt keine Wasserkühlung.
Software und Bedienung:- Die Temperaturprogramme werden über einen Eurotherm-Regler eingestellt, und die Ventile müssen manuell bedient werden.
- Zur Datenaufzeichnung ist die Software iTools verfügbar, die eine Schnittstelle zum Anschluss an einen PC bietet.
Vorteile und Anwendungen:- Der HTKE bietet eine homogene Temperaturverteilung, kurze Aufheiz- und Abkühlraten sowie eine manuelle Bedienung.
- Typische Anwendungen umfassen das Sintern von piezoelektrischen Keramiken, die in der Automobilindustrie von Bedeutung sind.
HBO Haubenöfen:- Die HBO-Modelle sind für Anwendungen in Atmosphären von höchster Reinheit geeignet und können Temperaturen bis zu 2200 °C erreichen.
- Sie sind aus Wolfram- oder Molybdän-Heizelementen aufgebaut und bieten ein ausgezeichnetes Arbeitsvakuum.
- Die Öfen sind mit einem automatischen Schnellkühlsystem ausgestattet, das die Abkühlzeit verkürzt.
Technische Details der HBO-Modelle:- Verfügbare Modelle: HBO 60 MO/16 mit einem Nutzraum von 60 l und einer maximalen Temperatur von 1600 °C.
- Die Öfen besitzen drei individuell gesteuerte Heizzonen zur Verbesserung der Temperaturhomogenität.
- Die Software ermöglicht eine vollautomatische Steuerung und präzise Datenerfassung.
Hauptmerkmale des Hochtemperatur-Haubenofens (HB):- Der HB ist für Wärmebehandlungen bis zu 1800 °C unter Luft geeignet und bietet eine homogene Temperaturverteilung.
- Er kann mit einem Gassystem ausgestattet werden, um den Sauerstoffgehalt auf unter 50 ppm zu reduzieren.
- Die Temperaturregelung erfolgt über ein Thermoelement Typ S, und ein zusätzlicher Übertemperaturschutz wird empfohlen.
- Optional kann der Ofen mit einer Fackel für Entbindungsprozesse ausgestattet werden.
- Der Ofen kann weiter modifiziert werden, z.B. durch ein Gaszirkulationssystem zur Verbesserung der Temperaturhomogenität.
Technische Daten:- Maximale Temperaturen: 1300, 1600, 1700, 1800 °C.
- Maximale Aufheizrate: 5-10 K/min.
- Abkühlzeit: 12-14 Stunden.
- Leistung: 15-90 kW, abhängig vom Modell.
Software und Bedienung:- Manuelle Bedienung über KP 300-Panel und Eurotherm-Regler.
- Datenaufzeichnung über iTools Software möglich.
Hauptmerkmale der Bottom-Loader-Öfen (HTBL):- Geeignet für Temperaturen bis 2200 °C mit einem Nutzvolumen von 50 bis 220 Litern.
- Leichter Zugang zum Probenraum durch schwenkbaren Ofenboden.
- Vollautomatischer Betrieb mit softwarebasierter Kontrolle.
- Optionen für Reaktivgasausstattung, Hochvakuum und Sicherheitspakete.
Technische Details:- Graphitöfen bieten höchste Temperaturen, metallische Öfen bieten höchste Atmosphärenreinheit.
- Vakuumsysteme mit verschiedenen Pumpenoptionen verfügbar.
- Softwareoptionen: TP 1900 und WinCC für Prozessvisualisierung und Datenaufzeichnung.
Anwendungsbeispiele:- Produktion von Supraleitern, Silizieren, Wärmebehandlung von feinkörnigen Pulvern.
Einleitung
Der technische Bericht beschreibt die LHT-Serie von Hochtemperaturlaboröfen, die Temperaturen bis zu 3000 °C erreichen können. Diese Öfen sind für den Einsatz in Forschung und Entwicklung konzipiert und bieten eine Vielzahl von Modellen mit unterschiedlichen Spezifikationen und Optionen.
Technische Spezifikationen
Die LHT-Modelle sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, darunter LHTG, LHTW und LHTM. Die maximale Temperatur variiert je nach Modell und Material der Heizelemente: Graphit-Modelle erreichen bis zu 3000 °C, während Wolfram- und Molybdän-Modelle maximal 2200 °C bzw. 1600 °C erreichen. Die Öfen verfügen über eine kompakte Bauweise und sind mit wassergekühlten Kesseln ausgestattet.
Thermische Kennwerte
Die maximale Temperatur im Vakuum und bei Atmosphärendruck beträgt 2200 °C für die meisten Modelle. Die maximale Aufheizrate bis 2000 °C liegt bei 10 K/min. Die Abkühlzeit variiert zwischen 4 und 16 Stunden, abhängig vom Modell.
Anschlusswerte
Die Öfen benötigen eine Spannung von 400 V (3P) und haben unterschiedliche Leistungsanforderungen, die von 22 kW bis 300 kW reichen. Der erforderliche Wasserfluss zur Kühlung variiert zwischen 20 und 220 l/min.
Vakuum- und Gasversorgung
Die Öfen können mit verschiedenen Vakuumpumpen ausgestattet werden, um Grob-, Fein- oder Hochvakuum zu erreichen. Die Gasversorgung erfolgt standardmäßig mit Stickstoff oder Argon, wobei andere Gase auf Anfrage verfügbar sind.
Regelung und Software
Die Steuerung der Öfen kann manuell oder automatisch erfolgen. Automatische Systeme nutzen die Software TP 1900 oder WinCC, die eine benutzerfreundliche Bedienoberfläche bieten. Beide Systeme unterstützen die Datenaufzeichnung für spätere Auswertungen.
Optionen und Anwendungen
Die LHT-Modelle können mit verschiedenen Optionen ausgestattet werden, darunter Reaktionsgasausstattung und Sicherheitspakete für brennbare Gase. Typische Anwendungen umfassen die Synthese von Carbon-Nanotubes, Wärmebehandlungen und andere Prozesse, die hohe Temperaturen erfordern.
Fazit
Die LHT-Serie bietet eine flexible und leistungsstarke Lösung für Hochtemperaturanwendungen in Laboren. Mit ihrer kompakten Bauweise und den vielfältigen Anpassungsmöglichkeiten sind sie ideal für den Einsatz in Forschung und Entwicklung.
Einleitung
Das Dokument beschreibt technische Details und Anwendungen von Öfen zur Kristallzüchtung und Sinterung, insbesondere unter Verwendung des Bridgman-Verfahrens und des Metal-Injection-Moulding (MIM).
Bridgman-Verfahren zur Kristallzüchtung
Das Bridgman-Verfahren wird zur Züchtung von Einkristallen verwendet, die in verschiedenen Größen für Labor- und Industrieanwendungen hergestellt werden. Es ist besonders geeignet für die Herstellung von Halbleiterkristallen und optischen Komponenten. Die Kristallzucht erfolgt in einem Rohr, das mit einem Keramikrohr umgeben ist, und die Temperatur wird präzise gesteuert. Die Anlage kann Temperaturen bis zu 1800 °C erreichen und arbeitet unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre.
Technische Details der Bridgman-Kristallzuchtanlage
Die Anlage verwendet MoSi2-Heizelemente und ist mit einer präzisen Zieheinheit ausgestattet. Die maximale Temperatur beträgt 1800 °C, und die Ziehgeschwindigkeit kann von 10 mm/s bis 10 nm/s eingestellt werden. Ein Übertemperaturschutz wird empfohlen, da der Prozess zeitaufwändig ist.
Partialdruck-Sinterofen (PDS)
Der PDS-Ofen ist für das Entbindern und Sintern geeignet und kann Temperaturen bis 1450 °C erreichen. Er arbeitet vollautomatisch und kann in verschiedenen Atmosphären betrieben werden, einschließlich Vakuum und Wasserstoff. Der Ofen ist mit einem Touch-Panel für die Bedienung ausgestattet und bietet eine hohe Temperaturhomogenität.
Metal-Injection-Moulding (MIM)
MIM ist ein Verfahren zur Herstellung komplexer Bauteile in großen Stückzahlen. Der Prozess umfasst das Mischen von Metallpulver mit einem Polymer, das Formen und anschließende Entbindern und Sintern. Carbolite Gero bietet Lösungen für den gesamten MIM-Prozess, einschließlich thermischer und katalytischer Entbinderungsöfen.
Fazit
Die beschriebenen Öfen und Verfahren bieten präzise Steuerungsmöglichkeiten und sind für eine Vielzahl von Anwendungen in der Kristallzüchtung und Materialverarbeitung geeignet. Die Möglichkeit zur Datenaufzeichnung und die verschiedenen Betriebsmodi bieten Flexibilität und Sicherheit im Betrieb.
Übersicht: Der technische Bericht beschreibt verschiedene Hochtemperaturöfen und deren Anwendungen in der Materialverarbeitung, insbesondere für Prozesse wie Entbindern, Sintern und Graphitisierung. Die Öfen sind für spezifische Anwendungen wie Metal-Injection-Moulding (MIM) und die Kristallzüchtung nach der Bridgman-Methode konzipiert.
1. Entbindern und Sintern:- EBO-Ofen: Ein katalytischer Entbinderungsofen, der Salpetersäure verwendet, um Binder aus Grünteilen zu entfernen. Die Bedienung ist vollautomatisch.
- PDS-Ofen: Kombiniert Entbindern und Sintern. Entfernt Restbinder und kann bis zu 1450 °C erhitzen. Geeignet für Vakuum- und Partialdruckprozesse.
- HTK und HBO Öfen: Für das Sintern in verschiedenen Atmosphären geeignet. Der HBO-Ofen kann Temperaturen über 2200 °C erreichen.
2. Graphitisierungsöfen SERIE 3000:- Entwickelt für Temperaturen bis zu 3000 °C, um amorphen Kohlenstoff in Graphit umzuwandeln.
- Verfügt über spezielle Gasführung und Pyrometer für präzise Temperaturkontrolle.
- Manuelle und automatische Bedienung möglich, mit umfangreicher Datenaufzeichnung.
3. Kristallzüchtung:- Bridgman-Verfahren: Eine Methode zur Züchtung von Einkristallen, insbesondere für Halbleiter und optische Bauteile.
Technische Details:- Die Öfen sind mit Graphit-Heizelementen und Isolierungen ausgestattet.
- Vakuumsysteme und Wasserkühlung sind optional verfügbar.
- Softwareunterstützung für Prozesssteuerung und Datenaufzeichnung.
Einleitung
Der Text beschreibt die Kristallzüchtung mittels des Bridgman-Verfahrens und stellt verschiedene Geräte von Carbolite Gero vor, die für diese Methode geeignet sind. Carbolite Gero hat langjährige Erfahrung in der Konstruktion von Öfen für die Kristallzucht und bietet eine Vielzahl von Zubehör an.
Bridgman-Verfahren
Das Bridgman-Verfahren beinhaltet das Befüllen von Quarzampullen mit synthetisiertem Material, das dann in einem Ofen erhitzt wird. Die Ampulle wird langsam durch ein Temperaturprofil gezogen, um Kristalle zu züchten. Ein vibrationsfreies System ist entscheidend für den Erfolg. Die Kristallzüchtung kann Tage dauern und erfordert eine präzise Temperaturkontrolle.
Gerätebeschreibung
Carbolite Gero bietet verschiedene Öfen für die Kristallzüchtung an, darunter das vertikale Bridgman-System BV-HTRV 40-500/18 und das BV-HTRV 70-250/18. Diese Systeme ermöglichen eine präzise Steuerung der Temperaturprofile und sind für den Betrieb unter Vakuum und Schutzgasatmosphäre ausgelegt.
Stockbarger-Verfahren
Zusätzlich zum Bridgman-Verfahren bietet Carbolite Gero auch Lösungen für das Stockbarger-Verfahren an, das eine kontrollierte Abkühlrate zur Kristallzüchtung nutzt. Die Geräte sind mit mehreren Heizzonen ausgestattet, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten.
Zubehör
Carbolite Gero bietet eine breite Palette an Zubehör für die Kristallzüchtung an, darunter Quarz-Röhrchen, Graphit-Tiegel und Schutzrohre. Diese Komponenten sind in verschiedenen Größen erhältlich und unterstützen die Synthese und Verbesserung der Probenreinheit.
Kundenspezifische Anlagen
Carbolite Gero entwickelt auch maßgeschneiderte Lösungen, wie einen speziellen Glühofen für das CERN zur Produktion supraleitender Spulen. Diese Anlagen sind auf spezifische Anforderungen zugeschnitten und bieten fortschrittliche Steuerungs- und Überwachungsfunktionen.
Temperaturregelung
Das Unternehmen bietet eine Vielzahl von Temperatur- und Programmreglern an, die an individuelle Anforderungen angepasst werden können. Diese Regler ermöglichen eine präzise Steuerung der Temperaturprofile und sind mit Sicherheitsfunktionen ausgestattet, um den Betrieb zu überwachen und zu schützen.
Technische Spezifikationen:
Der TP 1900-Controller kann bis zu 20 Temperaturprogramme mit jeweils bis zu 25 Segmenten speichern. Der Win CC-Controller bietet Platz für 50 Programme mit bis zu 30 Segmenten. Beide Controller ermöglichen die Steuerung über einen Touchscreen und bieten die Möglichkeit zur Fernwartung.
Regelungstechniken:
Die Kaskadenregelung ermöglicht eine präzise Temperaturkontrolle durch ein zweites Thermoelement nahe der Probe. Die Drei-Zonen-Regelung verbessert die Temperaturverteilung in Rohröfen. Eine Kombination aus beiden Regelungen bietet maximale Temperaturhomogenität.
Zubehör und Optionen:
Carbolite Gero bietet Retorten aus verschiedenen Materialien zur Trennung der Charge vom Heizraum. Staubabscheider und Gasversorgungssysteme für verschiedene Gase sind verfügbar. Die Schnellkühlung erhöht die Verfügbarkeit der Ofenanlage, indem sie die Abkühlzeit verkürzt.
Vakuum- und Druckregelung:
Vakuumpumpstände ermöglichen den Betrieb im Vorvakuum- und Hochvakuumbereich. Druckregelungssysteme erlauben die Steuerung des Ofendrucks zwischen 10 und 1000 mbar.
Prozessvisualisierung:
Die WinCC-Prozessvisualisierung auf einem Anlagen-PC bietet Vorteile in der Prozessdokumentation und ermöglicht präzise Prozessanalysen.
Sicherheitsmaßnahmen:
Für den Umgang mit brennbaren oder giftigen Gasen sind Sicherheitseinrichtungen wie Gasmangelsicherungen und geeignete Verbrennungseinrichtungen vorgesehen.
Individuelle Lösungen:
Carbolite Gero entwickelt zusammen mit Kunden individuelle Systemlösungen für komplexe Wärmebehandlungen.
Hauptmerkmale der Hochtemperaturöfen:
- Die Öfen können in inerten (z.B. N2, Ar) oder reaktiven (z.B. O2, H2) Atmosphären bis zu einer maximalen Temperatur von 1800 °C betrieben werden.
- Es wird eine Schutzgasausstattung oder eine Vakuum-/Schutzgasausstattung angeboten, um einen gasdichten Probenraum zu schaffen.
- Die Arbeitsrohrwerkstoffe bestehen aus hochreinem Al2O3 und Al2O3/SIO2, kombiniert mit wassergekühlten Edelstahlflanschen.
Zubehör und Optionen:
- Thermoelementstopfbuchsen mit einem Durchmesser von 1,5 mm sind verfügbar.
- Arbeitsrohrflansche sind notwendig für kontrollierte Atmosphären oder Vakuum, mit Drücken bis zu 10-6 mbar.
- Verschiedene Flanschgrößen und -kombinationen sind verfügbar, einschließlich Blindflanschen, Gaseinlass/Gasauslass und Schnellverbindungen.
- Wassergekühlte Arbeitsrohrflansche sind auf Anfrage erhältlich.
Materialien und Spezifikationen:
- Aluminiumoxid (Sillimanit, Pythagoras, Alsinth) und Quarz sind die Hauptmaterialien für Arbeitsrohre, mit unterschiedlichen maximalen Arbeitstemperaturen und Heizraten.
- Metalllegierungen wie CrFeAl (APM) und NiCr (Inconel 600) werden ebenfalls verwendet.
Zusätzliche Informationen:
- Die Öfen sind Teil der VERDER-Gruppe und werden in der Qualitätskontrolle, Forschung und Entwicklung eingesetzt.
- Es gibt eine Vielzahl von Modellen, die für spezifische Anwendungen und Temperaturbereiche ausgelegt sind, von Laboröfen bis zu Hochtemperaturöfen bis 3000 °C.
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