Horno de vacío
Horno de cámara de alta presión y vacío de 800°C y 3,5 bar para materiales superconductores
Número de artículo: TU-ZK01
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Descripción del producto
Este sistema de procesamiento térmico de alto rendimiento representa la cúspide de la ingeniería de ciencia de materiales, diseñado específicamente para cerrar la brecha entre la sinterización al alto vacío y el procesamiento en atmósferas de alta presión. Al integrar una robusta capacidad de presión de 3,5 bar con un alto vacío que alcanza los 10^-5 torr, el equipo proporciona un entorno versátil para el desarrollo y la producción de materiales funcionales avanzados. Su propuesta de valor fundamental radica en su capacidad para mantener una limpieza extrema y una uniformidad de temperatura, factores críticos para procesos químicos sensibles y la síntesis de materiales de alta pureza.
El sistema está diseñado principalmente para el tratamiento térmico de materiales superconductores en entornos de oxígeno a alta presión, como el óxido de itrio, bario y cobre (YBCO), y otras cerámicas especializadas que requieren un control preciso de la atmósfera. Su cámara de acero inoxidable 310S garantiza un nivel de limpieza Clase 100, lo que lo hace adecuado para la investigación y el desarrollo integrados en salas blancas en los sectores aeroespacial, de semiconductores y de energía nuclear. Ya sea que se utilice para sinterización al vacío o para oxidación a alta presión, la unidad ofrece resultados consistentes y repetibles bajo las condiciones experimentales más exigentes.
Los equipos de I+D industrial pueden confiar en esta unidad por su excepcional integridad estructural y sus sofisticados sistemas de monitoreo. Con un gran espacio de trabajo útil de 125 litros dentro de un volumen total de cámara de 366 litros, permite tanto la creación de prototipos a pequeña escala como series de producción piloto. La combinación de calentamiento multizona y control PID avanzado garantiza que los científicos de materiales tengan un control total sobre el gradiente térmico, mientras que los mecanismos de seguridad integrados brindan tranquilidad durante las operaciones de alta presión. Este sistema es una herramienta fundamental para los laboratorios que superan los límites de la física de materiales moderna.
Características clave
- Control de atmósfera de doble capacidad: Este sistema realiza una transición fluida entre el alto vacío (hasta 10^-5 torr con una turbobomba) y entornos de alta presión (hasta 3,5 bar), lo que permite ciclos térmicos complejos de múltiples etapas dentro de una sola ejecución de proceso sin romper la atmósfera.
- Cámara de acero inoxidable 310S ultralimpia: Toda la cámara interna está construida con acero inoxidable 310S de alta calidad, diseñado meticulosamente para minimizar la desgasificación y mantener un estándar de limpieza Clase 100. Esto es esencial para evitar la contaminación en materiales superconductores y electrónicos sensibles.
- Calentamiento de precisión de cuatro zonas: El equipo cuenta con una sofisticada disposición de calentamiento de cuatro zonas (que comprende tres zonas circulares y una zona inferior) que se extiende a lo largo de 900 mm. Esta configuración crea un campo de temperatura altamente uniforme de ±10°C, asegurando que las muestras colocadas en cualquier lugar dentro del espacio útil cúbico de 500 mm experimenten condiciones térmicas idénticas.
- Sistemas de seguridad de alta presión: Diseñada para la seguridad industrial, la unidad está equipada con sensores de presión integrados y válvulas electromagnéticas de alivio de presión. Estos componentes proporcionan funciones automáticas de mantenimiento de presión y alivio de sobrepresión, protegiendo tanto al personal como a las instalaciones durante el procesamiento con oxígeno a alta presión o gas inerte.
- Controlador avanzado Eurotherm EPC3000: El sistema utiliza un controlador PID Eurotherm EPC3000 líder en la industria, que cuenta con control programable de 24 segmentos. Esto permite la creación de rampas intrincadas de calentamiento, mantenimiento y enfriamiento con una precisión de temperatura de ±5°C, accesible a través de una interfaz de pantalla táctil fácil de usar.
- Monitoreo térmico integral: Para garantizar una transparencia absoluta del proceso, el equipo incluye siete termopares tipo K. Tres sensores monitorean el entorno de la cámara interna para lograr una precisión a nivel de muestra, mientras que cuatro sensores externos rastrean los elementos calefactores para evitar el sobrecalentamiento y prolongar la vida útil de los hilos de resistencia de molibdeno-hierro-cromo-aluminio.
- Arquitectura de puerta refrigerada por agua: La puerta de carga frontal cuenta con una camisa de refrigeración por agua integrada, que protege los sellos de vacío y la integridad estructural del horno durante ciclos prolongados a altas temperaturas de 800°C, garantizando la fiabilidad operativa a largo plazo.
- Control de flujo másico integrado: El sistema de admisión está equipado con un medidor de flujo másico de alta precisión de 1 canal (5 L/min), lo que permite la regulación exacta de los gases de proceso. Esta precisión es vital para mantener los equilibrios estequiométricos en la síntesis de materiales superconductores.
- Adquisición de datos y conectividad a PC: Para una documentación rigurosa de I+D, el sistema de control permite el monitoreo, registro y descarga en tiempo real de datos de presión, vacío y temperatura. Se proporciona un puerto DB9 para una comunicación fluida con el PC y la generación de curvas de proceso.
- Elementos calefactores robustos: El uso de hilo de resistencia de molibdeno-hierro-cromo-aluminio de primera calidad garantiza velocidades de calentamiento rápidas de hasta 5°C/min y una excelente durabilidad tanto en atmósfera fluida como en estados de vacío, lo que reduce el tiempo de inactividad por mantenimiento y los costos operativos.
Aplicaciones
| Aplicación | Descripción | Beneficio clave |
|---|---|---|
| Procesamiento de superconductores | Tratamiento térmico con oxígeno a alta presión para YBCO y otros materiales superconductores de alta Tc. | El control preciso de pO2 garantiza una estructura cristalina óptima y una densidad de corriente crítica. |
| Cerámicas avanzadas | Sinterización al vacío de cerámicas de óxido y no óxido para componentes aeroespaciales y de desgaste industrial. | El alto vacío elimina las impurezas, mientras que las etapas de presión eliminan la porosidad residual. |
| I+D aeroespacial | Alivio de tensiones y tratamiento térmico de aleaciones de alta resistencia en entornos limpios controlados. | La limpieza Clase 100 evita la oxidación y mantiene la pureza de las uniones metalúrgicas. |
| Investigación de materiales nucleares | Pruebas de componentes de reactores bajo ciclos variados de presión y temperatura. | La robusta construcción de acero 310S resiste ciclos exigentes y atmósferas corrosivas. |
| Recocido de semiconductores | Recocido a alta temperatura de obleas de carburo de silicio o nitruro de galio en entornos de gas específicos. | El calentamiento multizona proporciona la uniformidad de temperatura extrema requerida para el procesamiento de obleas. |
| Sinterización de bioimplantes | Procesamiento térmico de implantes dentales y ortopédicos de titanio o circonio bajo vacío. | Los componentes internos exclusivamente metálicos garantizan cero contaminación de las superficies biocompatibles. |
| Cristalización de películas delgadas | Tratamiento térmico post-deposición de películas delgadas para mejorar las propiedades electrónicas. | El registro de datos en tiempo real permite una correlación perfecta entre los parámetros del proceso y el rendimiento de la película. |
| Soporte de deposición de vapor | Actúa como cámara de reacción de alta presión para procesos químicos de vapor especializados. | Los medidores de flujo másico integrados y el alivio de presión proporcionan un recipiente de reacción seguro y controlado. |
Especificaciones técnicas
| Parámetro | Detalles de especificación (Modelo: TU-ZK01) |
|---|---|
| Fuente de alimentación | CA trifásica 480V, 50/60Hz; 60KW |
| Material de la cámara | Acero inoxidable 310S (componentes internos totalmente metálicos) |
| Dimensiones totales de la cámara | 720 mm de diámetro * 900 mm de profundidad (volumen total de 366 L) |
| Espacio de trabajo útil | 500 mm x 500 mm x 500 mm (espacio cúbico) |
| Temperatura máxima de funcionamiento | 800°C (continuo en atmósfera fluida o vacío) |
| Zonas de calentamiento | 4 zonas (3 circulares + 1 inferior); 900 mm de longitud total de calentamiento |
| Uniformidad de temperatura | ±10°C (en atmósfera fluida) |
| Velocidad de calentamiento | ≤ 5°C/min |
| Elementos calefactores | Hilo de resistencia de molibdeno-hierro-cromo-aluminio |
| Nivel máximo de vacío | 10^-3 torr (bomba mecánica); 10^-5 torr (con turbobomba opcional) |
| Presión máxima de trabajo | 0,35 MPa (3,5 bar) a 500°C; 0,25 MPa (2,5 bar) a 750°C |
| Rango de control de presión | 0,01 MPa a 0,2 MPa (control de presión constante) |
| Controlador de temperatura | Eurotherm EPC3000; PID programable de 24 segmentos |
| Precisión de temperatura | ±5°C |
| Configuración de termopares | Siete tipo K (3 en la cámara interior, 4 en el exterior/monitoreo de elementos) |
| Gestión de gas | Medidor de flujo másico de 1 canal (5 L/min); válvulas de aguja electromagnéticas |
| Escape/Puertos | Entrada/salida de φ12,7 mm; puerto de escape de alta presión KF40 reservado |
| Características de seguridad | Válvulas de alivio de sobrepresión; mantenimiento automático de presión; sensores de presión |
| Requisitos de refrigeración | Puerta refrigerada por agua; enfriador opcional (3,5 KW, flujo de 75 L/min) |
| Cumplimiento | Certificación CE (NRTL/CSA disponible bajo pedido) |
Por qué elegir el TU-ZK01
- Excelencia en ingeniería híbrida: Este sistema elimina la necesidad de hornos de vacío y de presión separados, ofreciendo una solución consolidada que maximiza el espacio de laboratorio y proporciona una flexibilidad de proceso superior para la síntesis de materiales avanzados.
- Fiabilidad probada para superconductores: Optimizado específicamente para entornos de oxígeno a alta presión, es la opción preferida para instituciones de investigación centradas en YBCO y otros superconductores de alta temperatura donde la pureza de la atmósfera no es negociable.
- Seguridad y monitoreo robustos: Con siete termopares dedicados y sistemas automatizados de alivio de presión, el equipo prioriza la seguridad del operador y la longevidad del equipo, incluso durante ciclos de alta presión a temperaturas elevadas.
- Integración de control premium: La inclusión del controlador Eurotherm EPC3000 garantiza que su investigación esté respaldada por la precisión estándar de la industria, lo que permite la fácil replicación de perfiles térmicos complejos en diferentes lotes.
- Personalización y soporte total: Brindamos soporte técnico integral y la capacidad de personalizar sistemas de flujo de gas, configuraciones de bombas de vacío y unidades de refrigeración para cumplir con los requisitos específicos de su aplicación industrial o de I+D.
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