STR-CSF12-20 是一款面向高校、科研院所及企业研发中心设计的小型石墨电阻加热炉，额定温度 2000 ℃，炉膛有效容积 12 L，适用于 高纯惰性或还原气氛 下的材料烧结、热处理、热压扩散及小型热分析实验。设备采用 石墨发热体 + 石墨毡保温层 + 不锈钢水冷壳体 的模块化结构，具备升温快、温场均匀、能耗低、占地小（<0.35 m²）等特点，可无缝接入实验室通风柜或手套箱系统。

2. 遵循/参考标准

3. 设计用途

4. 工作原理

1. 发热机制：石墨元件在通电后产生焦耳热，其电阻温度系数呈负相关，需采用 恒功率+限流双闭环 控制，防止低温段过流。
2. 温场形成：圆角矩形马弗结构 + 五面加热（左右、上下、后）形成 ±5 ℃/200 mm 的均温区，符合 ASTM C862 对均温性测试要求。
3. 气氛控制：炉壳与炉管间设置 0.5 mm 微正压氮气幕，抑制外部空气渗入；可选配真空 系统，用于高温除氧。
4. 热防护：三层梯度保温——石墨硬毡（耐温 2200 ℃）+ 石墨软毡（导热系数 0.08 W·m⁻¹·K⁻¹）+ 氧化铝纤维（外层 <150 ℃），壳体表面温升 ≤35 K（GB 5959.1）。

5. 主要技术参数

6. 标准配置清单

结构特点(模块级)

1 、加热模块

石墨元件:等静压成型,密度 1.85 g·cm-3,电阻率 9-11 μΩ·m,寿命 ≥200 炉次(以 1800 ℃保温 2 h 为 1 炉次)。

电极结构:水冷铜排 + 石墨锥套,锥角 6°,接触电阻 <0.1 mΩ,可快速拆卸(≤3 min)。

2 、保温模块

硬毡内胆:30 mm 厚,CNC 一体铣削,无拼接缝,减少热桥。

软毡中层:50 mm 厚,错缝搭接,压缩量 ≤5 %,可单独更换。

3、 气氛/真空模块

炉门密封:双层氟橡胶 O-ring + 不锈钢波纹管,耐温 250 ℃,可在线更换。

压力监测:0-1 MPa 绝压变送器,与电磁阀联动,超压自动放气。

4 、控制模块

PLC:西门子 S7-200 SMART,MTBF ≥50 000 h。

电力调整器:三相全控晶闸管,带过流、缺相、超温硬件连锁

易损件与寿命表

包装与运输

使用注意事项

升温曲线:

室温-1000 ℃ ≤15 ℃·min-1;

1000-1600 ℃ ≤10 ℃·min-1;

1600-2000 ℃ ≤8 ℃·min-1;

严禁超速率运行,防止石墨元件热应力断裂。

气氛要求:

氧气 ≤10 ppm,建议先抽真空至 ≤10 Pa 再回填惰性气;

氢气比例 >3 % 需增配氢报警器与点火装置。

冷却水:

进水温度 5-30 ℃,电导率 ≤50 μS·cm?1,防止电极结垢;

断水报警延迟 ≤5 s,否则石墨元件将氧化穿孔。

装料规范:

坩埚与加热体最小间距 ≥20 mm;

含挥发物样品(如沥青、树脂)必须 预烧 ≤600 ℃ 后转入本炉。

停机流程:

降温至 400 ℃ 方可关闭水冷机;

炉内温度 ≤60 ℃ 方可打开炉门,防止石墨毡遇空气自燃。

标准操作方法(SOP 简版)

开机前检查

a. 冷却水压力 0.3 MPa,流量 >6 L·min?1;

b. 惰性气瓶压力 >0.5 MPa,减压阀出口 0.05 MPa;

c. 热电偶插入深度 30 mm,无松动。

装样

a. 戴无尘手套,将样品置于石墨坩埚中心,高度 ≤80 mm;

b. 确认坩埚外壁无粉尘,防止短路。

抽真空/洗气(可选)

a. 关闭放气阀,启动机械泵,至 ≤10 Pa;

b. 回填 Ar 至常压,重复 3 次,最终微正压 0.02 MPa。

程序设定

a. 进入“工艺编辑”→ 新建 32 段程序:

段1:RT-1000 ℃,15 ℃·min?1;

段2:1000 ℃,保温 30 min;

段3:1000-1800 ℃,10 ℃·min?1;

段4:1800 ℃,保温 120 min;

段5:1800-600 ℃,-10 ℃·min?1(可启用强制冷却)。

b. 设报警偏差 ±5 ℃,输出上限 95 %。

启动运行

a. 再次确认“水路、气路、电路”三灯绿色;

b. 长按“加热启动”3 s,设备自动进入程序。

结束取样

a. 程序完成后,系统声光提示;

b. 温度 ≤60 ℃,关闭气源,打开炉门;

c. 使用坩埚钳取出样品,放入防氧化干燥箱。

记录

a. 导出 CSV 温度曲线(U 盘或云端);

b. 填写《高温炉使用记录表》,包括:工艺号、炉次、耗材更换、异常现象。

实验室真空炉规格表

应用：高温烧结、热处理、钎焊、退火、陶瓷/金属复合材料、难熔金属、硬质合金、催化剂等研究 

典型应用