在真空爐中,石墨聯(lián)接片(用于電極、加熱棒或結(jié)構(gòu)件之間的導(dǎo)電/傳力聯(lián)接)的工作壓力規(guī)劃需一同考慮 電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度、熱膨脹匹配 和 真空環(huán)境適應(yīng)性 。以下是要害參數(shù)與規(guī)劃要害:
1.工作壓力中心參數(shù)
觸摸壓力 0.3~1.5MPa 電流密度、觸摸電阻、石墨強(qiáng)度
熱膨脹壓力 ΔP≈0.2~0.8MPa(升溫時(shí)) 線膨脹系數(shù)差(石墨vs金屬電極)
2.觸摸壓力規(guī)劃要害
壓力上限操控
防止石墨碎裂 :
等靜壓石墨抗壓強(qiáng)度一般為80120MPa,規(guī)劃壓力≤1/5強(qiáng)度值(即≤16 24MPa)。
含螺紋/溝槽的聯(lián)接片需部分壓力≤10MPa。
3.真空環(huán)境特別考量
放氣操控:
選用低孔隙率高純石墨(孔隙率<5%),減少氣體開釋。
預(yù)燒處理(1200℃真空退火)可下降放氣率30%以上。
密封規(guī)劃 :
金屬-石墨界面選用銅/銀箔軟墊片(厚度0.1~0.3mm),補(bǔ)償熱膨脹差。
螺栓聯(lián)接時(shí)需加裝彈簧墊圈(如Inconel 718),堅(jiān)持壓力安穩(wěn)。
4.熱膨脹壓力處理緩解辦法 :
選用起浮聯(lián)接結(jié)構(gòu)(如石墨球面接頭)。
規(guī)劃熱膨脹補(bǔ)償空地(一般每100mm留0.2~0.5mm空地)。
5.典型聯(lián)接結(jié)構(gòu)計(jì)劃
特色
平面法蘭聯(lián)接
螺栓均勻加壓,合適低電流(<500A)
錐面壓接
自緊式密封,觸摸壓力可達(dá)1.2MPa
多層疊片式
松懈熱應(yīng)力,用于大標(biāo)準(zhǔn)電極(>200mm)
6.驗(yàn)證與檢驗(yàn)辦法
觸摸電阻檢驗(yàn) :
四線法測(cè)量壓接前后的電阻變化(要求ΔR<10%)。
真空檢漏 :
氦質(zhì)譜儀檢測(cè)。
熱循環(huán)實(shí)驗(yàn) :
室溫→1200℃循環(huán)20次后,查看壓力衰減(應(yīng)<15%)。
總結(jié)
石墨聯(lián)接片的工作壓力需滿足:
電氣需求 (低觸摸電阻) + 機(jī)械安全 (不碎裂) + 真空兼容 (低放氣/密封)。
慣例運(yùn)用 :0.5~1MPa觸摸壓力,合作彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
高溫場(chǎng)景 (>1500℃):優(yōu)先選用錐面聯(lián)接,并預(yù)留熱膨脹空地。
要害體系 :建議實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)聯(lián)接處溫度與電阻(如嵌入光纖傳感器)。
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