熔铟炉
小型熔铟炉:保护气氛(氮气或氩气)下熔化铟
小型熔铟炉技术方案
一、简介
小型熔铟炉是一种专为熔化金属铟设计的电加热设备,广泛应用于半导体、靶材制备、电子焊接及科研实验等领域。设备采用电阻加热方式,可在200~500℃范围内精准控温,具有结构紧凑、操作简单、能耗低、污染小等特点。
二、遵循标准
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GB/T 10067.1-2005《电热装置基本技术条件》
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GB 5959.1-2005《电热装置的安全 第1部分:通用要求》
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JB/T 2379-2016《金属热处理炉能耗分等》
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GB/T 13384-2008《机电产品包装通用技术条件》
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RoHS 指令(2011/65/EU)环保要求(可选)
三、用途
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高纯铟锭熔化、保温与浇铸
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铟靶材绑定前的预热与熔化
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铟合金制备(如In-Sn、In-Bi等)
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实验室小批量铟基材料热处理
四、工作原理
小型熔铟炉设备采用电阻丝对石墨/不锈钢坩埚进行加热,坩埚内铟料在保护气氛(氮气或氩气)下熔化。PID温控仪实时采集热电偶信号,调节输出功率,使炉温稳定在设定值。熔化完成后,可手动或电动倾炉浇注至模具。
五、主要技术参数(型号:XR-In-3)
项目
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参数
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电炉名称
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小型熔铟炉
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额定功率
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3 kW
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额定电压
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220 V 单相 50 Hz
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最高温度
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600 ℃
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控温精度
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±2 ℃
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坩埚容积
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3 kg(铟)
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空炉升温时间
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≤30 min(20→400℃)
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炉体表面温升
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≤35 K
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保护气氛
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氮气/氩气 0.1~0.3 MPa
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外形尺寸
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520×420×480 mm
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净重
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28 kg
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六、可增选配置
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电动倾炉机构(0-95°,带手柄遥控)
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触摸屏+PLC 程序控温(支持多段曲线)
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循环水冷不锈钢炉壳(适合洁净间)
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二级烟气过滤器(活性炭+HEPA)
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高纯石墨坩埚(99.99% 级)
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模具预热平台(50-150 ℃可调)
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便携式氩气瓶组件(含减压阀、流量计)
七、结构特点
7.1 模块划分
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加热模块:K型热电偶+PID温控器+固态继电器
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炉膛模块:陶瓷纤维保温层+石墨坩埚
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气氛模块:进气阀、浮子流量计、泄压阀
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电控模块:漏电保护、超温报警、断电续传
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机架模块:碳钢喷塑外壳,可折叠提手
7.2 详细结构
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炉盖:双层不锈钢,中间水冷;中心设Φ50 mm观察窗,石英玻璃+防烫金属网
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炉膛:圆柱形,内径Φ120 mm,深160 mm;壁厚30 mm 多层陶瓷纤维
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坩埚:高纯石墨,壁厚8 mm,底部带倾倒嘴;与加热丝间距≥10 mm
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加热元件:0Cr25Al5 电阻丝,螺旋绕制,表面负荷≤1.8 W/cm²,寿命≥2000 h
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倾炉轴:不锈钢304,双轴承支撑,手动涡轮蜗杆减速,自锁
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控制面板:电源开关、温控仪、加热指示灯、蜂鸣器、急停按钮
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电气安全:内置8 A快断保险丝、固态继电器过零触发、炉壳接地≤0.1 Ω
八、标准配置清单
序号
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名称
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数量
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1
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炉体(含加热芯)
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1 套
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2
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石墨坩埚 3 kg
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1 只
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3
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K型热电偶
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1 支
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4
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PID温控箱
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1 台
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5
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不锈钢炉盖
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1 件
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6
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坩埚钳 450 mm
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1 把
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7
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石英观察窗
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1 片
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8
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进气/泄压接头
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各1
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9
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产品说明书
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1 份
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10
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合格证/质保卡
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1 份
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九、易损件与寿命
表格
复制
名称
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寿命参考
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备注
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石墨坩埚
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100-150 炉次
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避免机械碰撞
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电阻丝
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≥2000 h
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不可超温、干烧
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陶瓷纤维
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≥3 年
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出现粉化即更换
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热电偶
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≥1 年
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定期校验
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石英玻璃
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长期
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轻放防摔
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十、售后质保
十一、包装运输
11.1 小件(≤50 kg)
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内层:PE袋+防震泡沫
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外层:胶合板木箱,厚度≥12 mm
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正面贴“向上、防潮、易碎”标识,侧面挂熏蒸标签
11.2 大件或选配倾炉机构
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简易包裹:拉伸膜+五层瓦楞纸板+角条
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托盘底托,叉车孔≥100 mm,绑带+护角
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运输允许堆码 2 层,毛重≤200 kg
十二、使用注意事项(含加热元件)
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首次使用请先空炉升温至200 ℃保温1 h,排除湿气
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加料前确保铟锭表面无水、无油污,防止飞溅
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最大装料量不超过坩埚容积的80%,留膨胀空间
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炉温≥300 ℃时严禁打开炉盖,避免氧化与烫伤
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加热元件禁止直接接触金属或液体,保持≥10 mm间距
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连续停炉≥7天,建议以100 ℃/h速率升温烘烤后再使用
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炉壳必须可靠接地,每月检查一次接地电阻
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发现温度失控、冒烟、异味立即断电,排查故障
十三、操作方法(SOP级)
13.1 开机前检查
① 确认电源电压220 V±10%,接地良好
② 检查坩埚完好、无裂纹,放置到位
③ 装好炉盖,接好保护气管路,确认泄压阀畅通
13.2 加料
① 将干燥铟锭切成小块,总重≤3 kg
② 打开炉盖,用坩埚钳将铟块放入坩埚底部,避免高空掉落
③ 关闭炉盖,锁紧扣手
13.3 设定与升温
① 打开电源→温控仪自检
② 设置目标温度(常用400 ℃)→设定报警偏差+10 ℃
③ 按下“加热”键,绿色指示灯亮,设备开始升温
④ 观察流量计,调节N₂/Ar 流量至1-2 L/min
13.4 熔化与保温
① 温度到达后,自动进入PID保温状态
② 保温10 min,用石英棒轻搅确认完全熔化
③ 若需浇注,关闭加热,将模具预热至100 ℃左右
13.5 浇注
① 戴上隔热手套、面罩
② 缓慢旋转手轮(或按电动倾炉按钮),使坩埚嘴对准模具
③ 控制倾炉速度,避免飞溅;浇完后回正炉体
④ 关闭保护气,断开加热电源
13.6 关机与清理
① 炉温降至≤100 ℃方可打开炉盖
② 用坩埚钳取出残渣,轻敲坩埚侧壁,避免硬物刮擦
③ 用洁净棉布擦拭炉膛,保持干燥
④ 填写《炉次记录表》:日期、温度、重量、操作人
13.7 应急处理
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坩埚破裂:立即断电→关闭气阀→待冷却后用专用铲清理金属铟→更换坩埚
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温度失控:长按“急停”→检查固态继电器及热电偶→排除后重新校准
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触电/烫伤:立即切断总电源→将人员移至安全区→按公司应急预案处理
以上即为小型熔铟炉的完整技术方案,可供选型、采购、操作及维护参考。