УСТРОЙСТВО "НАГРЕВАТЕЛЬ ИЗ ГРАФИТА"

Устройство «нагреватель из графита» относится к устройствам и системам нагрева для плавки металлов и сплавов. При этом исследуемый, разогретый до определенной температуры, включая жидкое состояние, металл или сплав подвергается физическим исследованиям: определяют контактным или бесконтактным методом свойства нагретого или расплавленного металла или сплава (магнитные, электрические, механические и т.д.). Нагреватели и тигли применяются в технической физике и в металлургических процессах при измерениях физико-химических параметров металлических жидкостей, сплавов, расплавов и шлаков.
Применяют множество высокотемпературных конструкций: керамических, из кварцевого стекла, тугоплавких металлов платиновой группы и т.д., с разными габаритами, объемами и формой. Для высокотемпературных исследований металлических расплавов и сплавов нужна температура до 2000°C. Тигли могут одновременно быть емкостью для исследований вещества и нагревательным элементом. У всех нагревателей есть недостатки, универсальных нет. У одних нагрета середина, а края имеют пониженную температуру, у других один из концов нагрет, а другой - нет; температура нагрева нуждается в точном измерении.
Техническим результатом является уменьшение образования оксидных пленок на исследуемых образцах при физических исследованиях металлов или сплавов.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство - «нагреватель из графита» специальной формы, где от формы устройства нагревателя зависит температура на различных его участках, необходимая для исследований. При этом данный материал при высокой температуре имеет свойство поглощать кислород, одновременно являясь нагревательным элементом, если подать напряжение на устройство.
В устройстве нагревателя из графита верхние и нижние утолщения служат экранами, защищая от нагрева внешнюю область, что оказывается существенным при использовании нагревателя в камере сравнительно небольших размеров. Форма нагревателя вытачивается или прессуется из графита, где тонкая стенка или меньший диаметр нагреваются намного быстрее и сильнее, чем толстая. Самая простая форма нагревателя - форма гантели.
Устройство нагревателя состоит из нескольких частей, объединенных в одну конструкцию. В середине и сверху имеется канал 1 для ввода исследуемого образца. Снизу небольшой канал 6 для термопары. В верхней части утолщение 2, ниже него - зона нагрева 3. Еще ниже - нижняя часть нагревателя с утолщением 4. Также в нижней части нагревателя находится место крепления устройства к токоподводам 5 и подложка медная 7 для снятия тепловой нагрузки.
Работа устройства: подается напряжение от 0 до 15 В на токоподводы 5, при силе тока от 0 до 450 А, при этом средняя часть 3 разогревается от 15 до 2000°С и нагревает исследуемый образец. Верхнее и нижнее (2 и 4) утолщения служат экранами, защищая от нагрева внешнюю область. Подложка из меди 7 служит для снятия тепловой нагрузки. Нагреватель отличается простотой в изготовлении и эксплуатации, при этом он дешевле, уменьшает образование оксидных пленок на исследуемых образцах, позволяет более точно контролировать температуру.