Forno a tubo scorrevole da 1200°C per materiali per batterie

Forno a tubo scorrevole da 1200 °C per la ricerca sui materiali per batterie - TOB-SK2-XY-12TP

Panoramica del prodotto e applicazioni ideali

Il TOB-SK2-XY-12TP è un forno a tubo scorrevole da 1200 °C per la ricerca e lo sviluppo di materiali per batterie. La sua caratteristica distintiva è il corpo del forno scorrevole: la camera di riscaldamento è montata su una slitta motorizzata ed è azionata da pulsanti elettrici per spostarsi sopra o lontano dal tubo di quarzo, mentre il campione rimane in una posizione fissa all'interno del tubo.

Questa disposizione meccanica conferisce al forno una capacità che un forno a tubo a corpo fisso non possiede: la possibilità di iniziare il riscaldamento facendo scorrere il forno sul campione e di iniziare il raffreddamento facendo scorrere il forno lontano, producendo transizioni di riscaldamento e raffreddamento molto più rapide rispetto a una camera che deve cambiare temperatura nel suo complesso.

Il forno è costruito attorno a un tubo di quarzo ad alta purezza con diametro esterno di 80 mm e una lunghezza di riscaldamento a zona singola di 350 mm, riscaldato da un filo di resistenza HRE fino a una temperatura massima di 1200 °C (intervallo di lavoro comune 0-1100 °C). La temperatura viene misurata da una termocoppia di tipo K montata su un lato della flangia con uno strumento di visualizzazione e controllata da un sistema di controllo della temperatura intelligente con touch-screen Yudian che supporta 10 programmi da 30 segmenti ciascuno, auto-tuning PID programmabile intelligente, visualizzazione di curve e cronologia ed esportazione dati USB. La precisione di controllo è di ±1 °C con una precisione di grado 0,25.

L'ambiente di processo è completamente controllabile: il tubo può essere utilizzato sottovuoto (pompa meccanica a due stadi, con un vuoto massimo di 10 Pa nel forno a freddo) o sotto flusso di gas - ossigeno, azoto, argon e altri gas inerti - con un regolatore di portata massica (MFC, 0-300 SCCM) e valvole a sfera sulle porte, e la pressione massima del gas all'interno del tubo non supera 0,02 MPa. La camera utilizza cotone ad alta temperatura sullo strato esterno e pannelli in fibra ceramica di alta qualità sullo strato interno per l'isolamento, e il corpo del forno utilizza una struttura a doppio strato raffreddata ad aria per mantenere bassa la temperatura della superficie esterna. La flangia in acciaio inossidabile 304 con sigillatura a doppio strato fornisce resistenza all'ossidazione e resistenza agli acidi e agli alcali.

Ideale per:

1. Laboratori di materiali per batterie che eseguono calcinazione, sinterizzazione e ricottura di campioni di materiali catodici e anodici sottovuoto o in atmosfere di gas controllate.
2. Ricerca su elettroliti allo stato solido e altri materiali per batterie in cui sono necessarie transizioni rapide di riscaldamento e raffreddamento per controllare la formazione di fase ed evitare transizioni di fase indesiderate.
3. Esperimenti di elaborazione termica rapida, in cui il campione deve essere portato rapidamente a temperatura e rimosso rapidamente dalla zona calda.
4. Gruppi di ricerca sui materiali che necessitano di un forno programmabile controllato a ±1 °C con registrazione dei dati (esportazione USB, curve e record storici) e riscaldamento e raffreddamento automatici incustoditi.

Hai bisogno di confermare se il tubo da 80 mm, la zona di riscaldamento da 350 mm e la corsa di scorrimento corrispondono alla tua barchetta per campioni e al tuo processo? Contatta i nostri ingegneri delle apparecchiature per materiali per batterie con le dimensioni del tuo portacampioni e il profilo di temperatura del processo.

Principio di funzionamento: Il corpo del forno scorrevole

Un forno a tubo convenzionale mantiene la camera di riscaldamento fissa attorno al tubo, quindi il campione cambia temperatura insieme all'intera camera isolata. Questo funziona per la calcinazione programmata standard, ma rende difficile il riscaldamento e il raffreddamento rapidi: l'intera camera - gli elementi riscaldanti e la massa isolante attorno ad essi - deve cambiare temperatura di pari passo con il campione.

Il TOB-SK2-XY-12TP cambia la disposizione. La camera di riscaldamento è montata su una slitta e azionata da pulsanti elettrici, e il campione si trova in una posizione fissa all'interno del tubo di quarzo. Questo offre due distinte modalità operative:

• Riscaldamento facendo scorrere il forno sopra il campione: il corpo del forno, alla sua temperatura impostata, scorre sopra la posizione del campione. Il campione entra nella zona calda e inizia a riscaldarsi immediatamente, senza attendere che la camera si riscaldi attorno ad esso.
• Raffreddamento facendo scorrere il forno lontano: il corpo del forno scorre lontano dalla posizione del campione, lasciando il campione nel tubo senza la camera di riscaldamento e il suo isolamento attorno ad esso. Il campione si raffredda quindi dalla sua temperatura di processo molto più velocemente di quanto farebbe all'interno di un forno fisso, dove la massa termica della camera mantiene alta la temperatura.

Questa disposizione scorrevole è ciò che supporta l'elaborazione termica rapida e gli esperimenti di tipo quenching fino a 1200 °C: la posizione del campione nel tubo rimane costante - solo il forno si muove - quindi il campione può essere caricato, portato a temperatura ed estratto meccanicamente dalla zona calda, e le transizioni rapide sono prodotte dal movimento stesso della macchina piuttosto che essere limitate dalle velocità di riscaldamento e raffreddamento della camera. Il modulo del forno può anche essere ritirato da un campione durante la fine di un ciclo programmato quando è richiesto un raffreddamento rapido.

Il sistema di scorrimento è indicato nelle specifiche della macchina come scorrimento a pulsante elettrico, con il corpo del forno che scorre. La programmazione della velocità di riscaldamento (0-20 °C/min, impostabile arbitrariamente) si applica alle rampe controllate della camera di riscaldamento; il movimento di scorrimento fornisce le transizioni discrete e rapide che completano il profilo programmato.

Dove si inserisce nella ricerca e sviluppo dei materiali per batterie

Nella ricerca e sviluppo dei materiali per batterie, un forno a tubo è lo strumento standard per i passaggi ad alta temperatura che determinano la struttura e le prestazioni di un materiale:

• Sintesi e calcinazione delle polveri: le polveri precursore vengono riscaldate sotto aria, ossigeno o gas inerte per formare la fase cristallina target.
• Sinterizzazione e densificazione: pellet pressati di materiali catodici, elettroliti solidi o ceramiche vengono sinterizzati alla densità desiderata.
• Ricottura e trattamento superficiale: dopo la sintesi, un passaggio termico regola la struttura cristallina, rimuove i difetti o diffonde i rivestimenti superficiali.
• Test dell'effetto della storia termica: in molti studi sui materiali, le velocità di riscaldamento e raffreddamento e l'atmosfera durante il passaggio termico - non solo la temperatura di picco - determinano la fase che viene mantenuta a temperatura ambiente.

Il TOB-SK2-XY-12TP affronta direttamente il quarto punto. Poiché il campione può essere portato rapidamente dentro e fuori dalla zona calda, la storia termica del materiale può essere impostata in modo netto, consentendo al ricercatore di confrontare, ad esempio, un campione raffreddato lentamente con uno raffreddato rapidamente sulla stessa macchina. Combinato con il sistema di controllo Yudian programmabile (10 programmi, 30 segmenti, auto-tuning PID) e il controllo del vuoto e del gas, il forno supporta l'intera gamma di processi controllati dall'atmosfera e dalla velocità utilizzati nello sviluppo dei materiali per batterie:

• Calcinazione e sinterizzazione di materiali catodici e anodici nell'intervallo di lavoro comune 0-1100 °C, fino al massimo di 1200 °C.
• Esperimenti di elaborazione termica rapida e quenching per il controllo di fase.
• Elaborazione sottovuoto (fino a un massimo di 10 Pa nel forno, stato freddo) o sotto flusso di ossigeno, azoto, argon o altri gas inerti, con flusso di gas impostato dall'MFC.
• Studi di ricottura e cristallizzazione con profili di temperatura registrati ed esportabili.

Come funziona il TOB-SK2-XY-12TP

Il flusso di lavoro operativo del forno segue la sequenza seguente.

1. Caricamento del campione: il campione viene posizionato in un crogiolo o in una barchetta nella posizione fissa all'interno del tubo di quarzo, utilizzando gli accessori standard forniti con la macchina: il gancio per crogiolo e i guanti ad alta temperatura. I tappi per tubi vengono utilizzati dove il processo lo richiede.
2. Configurazione dell'atmosfera: per il funzionamento sottovuoto, l'estremità di uscita è collegata alla pompa per vuoto tramite soffietti, valvole a sfera e morsetti; per il funzionamento a gas, la linea del gas è collegata all'estremità di ingresso tramite le valvole a sfera e il flusso di gas è impostato sull'MFC (0-300 SCCM). Il manometro all'ingresso del gas mostra la pressione di alimentazione e tutte le porte sono dotate di valvole a sfera; la pressione massima del gas all'interno del tubo non deve superare 0,02 MPa.
3. Impostazione del programma: il profilo di processo è impostato sul sistema di controllo touch-screen Yudian - fino a 10 programmi da 30 segmenti, con velocità di riscaldamento impostabile nell'intervallo 0-20 °C/min e un tempo per singolo segmento fino a 1000 ore. L'auto-tuning PID è supportato per la configurazione.
4. Riscaldamento: il corpo del forno scorre sopra la posizione del campione e il programma viene eseguito - riscaldamento automatico, raffreddamento automatico e funzionamento senza supervisione sono supportati tramite l'operazione a tasto singolo del sistema di controllo.
5. Raffreddamento rapido (come richiesto): laddove è necessaria una transizione rapida, il corpo del forno viene fatto scorrere lontano dalla posizione del campione in modo che il campione si raffreddi senza la camera di riscaldamento attorno ad esso. Il sistema di scorrimento a pulsante elettrico guida il movimento del corpo del forno.
6. Raffreddamento e scarico: il programma o l'azione di scorrimento porta il campione alla temperatura di scarico e il campione viene rimosso dal tubo con il gancio per crogiolo e i guanti.
7. Revisione ed esportazione dati: le curve di temperatura e i record storici possono essere visualizzati sul controller ed esportati tramite l'interfaccia USB per la documentazione della ricerca.

La protezione di sicurezza è sempre attiva: la protezione da sovratemperatura e la protezione da rottura della termocoppia sono fornite di serie, e la struttura a doppio strato raffreddata ad aria del corpo del forno mantiene bassa la temperatura della superficie esterna durante il funzionamento.

Caratteristiche ingegneristiche chiave del TOB-SK2-XY-12TP

1. Corpo del forno scorrevole azionato da pulsanti elettrici
   Il corpo del forno scorre sulla sua guida, azionato dal controllo a pulsante elettrico. La posizione del campione all'interno del tubo rimane fissa, quindi l'atmosfera di processo e il posizionamento del campione non cambiano quando il forno si muove. Questa è la caratteristica distintiva del TOB-SK2-XY-12TP.
2. Riscaldamento rapido e raffreddamento rapido tramite movimento meccanico
   Far scorrere il forno sopra il campione avvia immediatamente il riscaldamento; farlo scorrere via permette al campione di raffreddarsi senza la massa termica della camera di riscaldamento attorno ad esso. Diventano possibili l'elaborazione termica rapida e gli esperimenti in stile tempra - transizioni termiche nette prodotte dal movimento della macchina piuttosto che limitate dalle velocità di riscaldamento e raffreddamento della camera stessa.
3. Temperatura massima 1200 °C, intervallo di lavoro comune 0-1100 °C
   Gli elementi riscaldanti a filo di resistenza HRE e la termocoppia di tipo K supportano una temperatura massima di 1200 °C, con un intervallo di lavoro comune di 0-1100 °C. La lunghezza di riscaldamento a zona singola di 350 mm e il tubo in quarzo ad alta purezza con diametro esterno di 80 mm definiscono la zona calda utilizzabile e l'involucro del campione.
4. Controllo della temperatura ±1 °C con il sistema touch-screen Yudian
   Il sistema di controllo intelligente della temperatura touch-screen Yudian supporta 10 programmi da 30 segmenti con auto-tuning PID programmabile intelligente. Le curve e i record storici possono essere visualizzati e i dati possono essere esportati tramite l'interfaccia USB. La precisione del controllo è ±1 °C con una precisione di grado 0,25 e il tempo di un singolo segmento può essere impostato fino a 1000 ore. L'operazione a tasto singolo fornisce riscaldamento automatico e raffreddamento automatico senza necessità di supervisione.
5. Velocità di riscaldamento programmabili da 0 a 20 °C/min
   La velocità di riscaldamento è impostabile arbitrariamente nell'intervallo 0-20 °C/min, quindi il profilo di temperatura può essere adattato al materiale e al processo - con il movimento scorrevole disponibile per le transizioni rapide al di fuori della rampa programmata.
6. Funzionamento sottovuoto con pompa meccanica a due stadi
   Il forno opera sottovuoto utilizzando una pompa meccanica a due stadi, con la pompa collegata tramite soffietti, valvole a sfera e morsetti. Il vuoto massimo nel forno è 10 Pa (stato freddo) e il vuoto finale del sistema di pompaggio è 6 x 10⁻² Pa (stato freddo), fornendo un ambiente a bassa pressione controllato per il processo.
7. Controllo dell'atmosfera gassosa con MFC
   L'estremità di ingresso ha un ingresso gas con un MFC (0-300 SCCM) e ogni ingresso gas è dotato di una valvola a sfera e collegato a un manometro. Possono essere utilizzati ossigeno, azoto, argon e vari gas inerti, e tutte le porte sono dotate di valvole a sfera; la pressione massima del gas all'interno del tubo non supera 0,02 MPa.
8. Tubo in quarzo ad alta purezza e flange in acciaio inossidabile 304 con sigillatura a doppio strato
   Il tubo di processo è un tubo in quarzo ad alta purezza (diametro esterno 80 mm) e la flangia è realizzata in acciaio inossidabile 304: comoda per il carico e lo scarico, resistente all'ossidazione, resistente agli acidi e agli alcali, e sigillata a doppio strato per garantire le prestazioni di tenuta richieste per il funzionamento sottovuoto e a gas.
9. Efficienza termica: isolamento in fibra ceramica e corpo raffreddato ad aria a doppio strato
   La camera del forno utilizza cotone ad alta temperatura sullo strato esterno e pannelli in fibra ceramica di alta qualità sullo strato interno per un buon effetto isolante. La struttura della camera è un design compatto integrato con una struttura di giunzione a gradini conforme ai principi meccanici - stress uniforme durante il riscaldamento e calore non facilmente disperso. La struttura del corpo del forno raffreddata ad aria a doppio strato mantiene bassa la temperatura della superficie esterna.
10. Protezione di sicurezza e pacchetto standard completo
    Il forno fornisce protezione da sovratemperatura e protezione da rottura della termocoppia. I suoi accessori standard coprono gli elementi essenziali per il funzionamento - 2 tappi per tubi, 1 tubo in quarzo, 1 tubo del gas, 1 set di flange, 2 anelli di tenuta di ricambio, 1 gancio per crogiolo, 1 paio di guanti ad alta temperatura, 1 pompa per vuoto e 1 manuale operativo - e il forno è imballato in una cassa di legno con imbottitura in schiuma all'interno e il corpo del forno avvolto in pellicola di plastica.

Specifiche tecniche complete

Le seguenti tabelle riproducono le specifiche fornite.

1. Parametri tecnici principali

2. Sistema di controllo della temperatura

3. Sistema di gas e vuoto

4. Garanzia, accessori standard e imballaggio

Raccomandazioni per l'operazione pratica

• Posizionamento del campione: posizionare il campione in un crogiolo o in una barchetta nella posizione fissa nel tubo al quarzo e utilizzare il gancio per crogiolo e i guanti per alte temperature in dotazione per il carico e lo scarico. Poiché la posizione del campione rimane fissa mentre il forno scorre, definire prima la posizione del campione e mantenerla coerente tra le esecuzioni.
• Tappi per tubo: utilizzare i tappi per tubo in dotazione come richiesto dal processo, ad esempio per ridurre l'irraggiamento termico verso le estremità del tubo e le guarnizioni. Confermare la disposizione nel manuale operativo per il proprio processo.
• Operazione sottovuoto: collegare la pompa per vuoto tramite soffietti, valvole a sfera e morsetti. Ispezionare gli anelli di tenuta prima dell'uso (vengono forniti 2 anelli di tenuta di ricambio) e confermare il vuoto raggiungibile rispetto al massimo specificato di 10 Pa nel forno (stato freddo).
• Operazione con gas: impostare il flusso sull'MFC entro l'intervallo 0-300 SCCM e controllare il manometro all'ingresso. Non superare la pressione massima del gas all'interno del tubo di 0,02 MPa e mantenere tutte le porte chiuse con le relative valvole a sfera, eccetto quelle richieste dal processo.
• Impostazione del programma: impostare il profilo sul controller touch-screen Yudian - fino a 10 programmi da 30 segmenti, velocità di riscaldamento entro 0-20 °C/min, tempi di segmento fino a 1000 ore. Eseguire l'auto-tuning PID durante l'impostazione di un nuovo profilo o dopo aver cambiato la disposizione del tubo o del campione.
• Procedura di scorrimento: far scorrere il corpo del forno sopra il campione solo quando si è pronti per iniziare la fase termica e farlo scorrere via quando si intende effettuare una transizione di raffreddamento rapido. Utilizzare il comando a pulsante elettrico per spostare il corpo del forno e verificare che il percorso sia libero prima di ogni esecuzione.
• Limiti di temperatura: per il lavoro di routine, mantenere il processo entro l'intervallo di lavoro comune di 0-1100 °C; il massimo di 1200 °C si applica a operazioni brevi e compatibili. Lasciare raffreddare il forno nelle condizioni supportate prima dello scarico.
• Raffreddamento e sicurezza: non bloccare il percorso di raffreddamento ad aria del corpo raffreddato ad aria a doppio strato. Mantenere attive le protezioni da sovratemperatura e rottura della termocoppia e indossare guanti per alte temperature quando si maneggiano campioni caldi, crogioli e il tubo.
• Manutenzione: ispezionare periodicamente il tubo al quarzo e gli anelli di tenuta, sostituire le guarnizioni usurate (vengono forniti ricambi) e controllare la termocoppia e il suo strumento di visualizzazione. Il corpo del forno ha una garanzia di un anno (escluse le parti soggette a usura) con supporto tecnico a vita.

FAQ tecniche

Q1: Cos'è un forno a tubo scorrevole e in cosa differisce da un forno a tubo standard?

In un forno a tubo standard, la camera di riscaldamento è fissata attorno al tubo, quindi il campione e l'intera camera cambiano temperatura insieme. Nel TOB-SK2-XY-12TP, il corpo del forno è montato su una slitta e si muove tramite comando a pulsante elettrico, mentre il campione rimane in una posizione fissa all'interno del tubo al quarzo. Far scorrere il forno sopra il campione avvia il riscaldamento; farlo scorrere via consente al campione di raffreddarsi senza la camera di riscaldamento attorno. Ciò consente transizioni di riscaldamento e raffreddamento molto più rapide, utili per il trattamento termico rapido e gli esperimenti di tipo quenching.

Q2: Qual è l'intervallo di temperatura e come viene controllato?

La temperatura massima è 1200 °C, con un intervallo di lavoro comune di 0-1100 °C. Il riscaldamento è fornito da filo di resistenza HRE e la temperatura è misurata da una termocoppia di tipo K con uno strumento di visualizzazione su un lato della flangia. Il sistema touch-screen Yudian controlla fino a 10 programmi da 30 segmenti con auto-tuning PID, con una precisione di controllo di ±1 °C e una precisione di grado 0,25. Le velocità di riscaldamento sono impostabili entro 0-20 °C/min e il tempo di un singolo segmento può arrivare fino a 1000 ore.

Q3: In quali atmosfere può operare il forno?

Il forno può funzionare sottovuoto o con gas a flusso. I gas compatibili sono ossigeno, azoto, argon e vari gas inerti; l'estremità di ingresso è dotata di un ingresso gas con un MFC (0-300 SCCM) e la pressione massima del gas all'interno del tubo non deve superare 0,02 MPa. Sottovuoto, la pompa meccanica a due stadi fornisce un vuoto finale di 6 x 10⁻² Pa (allo stato freddo) e il vuoto massimo nel forno è di 10 Pa (allo stato freddo).

D4: La pompa per vuoto è inclusa con il forno?

Sì. Gli accessori standard includono 1 pompa per vuoto (pompa meccanica a due stadi), insieme a 2 tappi per tubo, 1 tubo al quarzo, 1 tubo del gas, 1 set di flange, 2 anelli di tenuta di ricambio, 1 gancio per crogiolo, 1 paio di guanti per alte temperature e 1 manuale operativo.

D5: Quali sono le dimensioni del tubo e della zona di riscaldamento?

Il diametro esterno del tubo di riscaldamento è di 80 mm e la lunghezza della zona di riscaldamento è di 350 mm (zona singola). Il materiale del tubo è un tubo al quarzo ad alta purezza.

D6: Come viene garantita la tenuta del tubo?

Il forno utilizza una flangia in acciaio inossidabile 304 con tenuta a doppio strato. La flangia è pratica per il carico e lo scarico ed è resistente all'ossidazione, agli acidi e agli alcali, caratteristiche che insieme mantengono le prestazioni di tenuta richieste per il funzionamento sottovuoto e con gas. Due anelli di tenuta di ricambio sono forniti con la macchina.

D7: Quali protezioni di sicurezza offre il forno?

Il forno fornisce protezione contro il sovrariscaldamento e protezione contro la rottura della termocoppia. Il corpo del forno utilizza una struttura a doppio strato raffreddata ad aria che mantiene bassa la temperatura della superficie esterna, e l'isolamento della camera - cotone esterno per alte temperature e pannello interno in fibra ceramica di alta qualità - contribuisce all'efficienza termica e a condizioni di contatto sicure.

D8: Quali funzioni dati offre il sistema di controllo?

Il sistema touch-screen Yudian consente di visualizzare le curve di temperatura e i record storici, e i dati possono essere esportati tramite l'interfaccia USB. Il riscaldamento e il raffreddamento automatici possono essere avviati con un'operazione a tasto singolo e il processo può essere eseguito senza supervisione, utile per lunghi tempi di permanenza (fino a 1000 ore per segmento) tipici dei cicli di sinterizzazione e ricottura.

D9: Qual è la garanzia?

Il corpo del forno ha una garanzia di un anno, escluse le parti soggette a usura come gli elementi riscaldanti, il tubo al quarzo, gli anelli di tenuta e le termocoppie. Viene fornito supporto tecnico a vita.

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