刚玉管高温炸裂原因分析

刚玉管高温炸裂原因分析

高温管式炉、立式管式炉、气氛CVD系统，使用刚玉炉管作为加热腔的高纯玉炉管(或刚玉制品)，在利用其高纯高温的优良特性的同时，必须遵循刚玉材质的固有特性(耐热震性比较差，不耐急冷热)，在使用中慎重操作，不当操作会导致炉管和坩埚破裂(不能使用的父母，请慎重购买)
炉管或坩埚爆裂的原因分析：
A.温差太大:
1.使用高温炉管(或刚玉制品)时，控制5度/分钟的加冷速度，越慢越好。急冷急热是刚玉炉管断裂的主要原因之一，常压下的使用温度一般不超过1650℃
2.请始终保持管道清洁，使用后及时清理炉管内壁，不要在管道中残留一些样品，以免发生化学反应。高温区域应避免混入杂质，尤其是金属碎片和含有K2O、Na2O、CaO、SiO2等的非金属矿物原料，否则容易形成低温共熔物，导致刚玉管破损开裂；
3.放样取样时不要高于150度，要慢慢从边缘向中心推进。高温取样和取样是刚玉管断裂的主要原因。不要用低温物体接触高温炉管，避免将刚玉管直接插入高温炉中。冷却时，程序应冷却至300度，然后自然冷却。冷却速度应控制在5℃左右，不能用风冷或冷却水间接冷却。应避免高纯度刚玉炉管局部突然冷却，尤其是热刚玉管，应避免直接放直接放置在常温耐火砖或耐火纤维毯上，否则容易爆裂。同时，避免高温蓄热量大的烧结物在刚玉炉管内触壁移动。如果需要移动，移动时温度梯度好控制在200℃以内。
4.在需要通风的地方，气流不要太大，好每分钟10~50个气泡，以免冷气流过大导致炉管温差过大，导致炉管断裂。在高温下，由于气体膨胀，气泡量会增加，进气量不会减少，冷却时密封水会倒入炉管，导致炉管爆裂；
5.刚玉管在使用中应放置隔热塞(每侧一个或两个)，位置为热区与冷区之间的位置，以减少温度梯度引起的爆裂。
b.重力变形:
高温使用刚玉炉管，建议在管道两侧增加支架，以免管道因重力变形而断裂；
c.其他原因:
1.刚玉炉管内燃烧的样品，特别是1300℃左右的样品，含水量少(含水量是指吸附水、结晶水和加热过程中产生的水)的含水量多的样品，首先预热样品120度左右，排出水分，放入刚玉炉管内进行烧结反应
2.新买的炉管应在5℃/分钟的加热速率下加热至1300℃，然后用于工作，以消除应力和污染物；
3.建议加热速度不要太快。加热速度为5~8℃/分钟，极限速度为10℃/分钟。冷却应设置冷却曲线。加热速率不得高于10℃/分钟，冷却速度应低于10℃/分钟。
(确保设定冷却速度，切忌在高温下直接停止工作)
4.建议升降温度:500℃以下≤5℃/分钟；
500-800℃≤10℃/分钟；
800-1000℃≤5℃/分钟；
1000-1400℃≤3℃/分钟；
1400-1600℃≤2℃/分钟。
5.为了避免高纯刚玉炉管因温度梯度变化而断裂，建议炉管内管堵(或反射屏)位置尽量不要与管外保温棉(或保温支撑)位置重叠。根据使用经验，如果管堵被拉出，刚玉管的使用寿命会相应提高。
6.高纯度刚玉炉管是一种脆硬材料。不同的使用条件和工艺方法，刚玉管的使用寿命不同，受使用温度、升降温度、氛围、烧结物挥发、环境温度等影响很大。希望用户结合自己的工艺特点，总结出一套使用条件的操作规范。