真空箱式电阻炉的结构组成是怎样的？

1. 炉体与炉膛模块 —— 真空密闭与耐高温核心

这是设备的基础载体，需兼顾气密性、耐高温性和保温性，分为内外两层结构：

外层壳体：采用碳钢或不锈钢焊接成型，焊缝需经氦质谱检漏，确保真空密封性；壳体设计为耐压结构，可承受≥0.1MPa 的内外压力差，防止真空状态下变形。

内层炉膛：根据额定温度选型，中低温（≤1000℃）用莫来石聚轻砖，高温（1200-1800℃）用氧化铝空心球砖或氧化锆纤维棉；核心要求是低放气率，避免真空环境下内衬释放气体影响真空度。

保温隔热层：区别于普通箱式炉，采用多层隔热屏结构（不锈钢箔 + 氧化铝纤维交替叠加），大幅降低真空环境下的热辐射损失；高温炉（≥1600℃）隔热屏外层需增设水冷夹层，防止炉体外壳过热。

2. 加热系统 —— 电阻发热与温场均匀保障

以电阻电热转换为热源，加热元件选型需适配真空环境（无氧化损耗）：

加热元件

中低温（≤1000℃）：镍铬电阻丝，绕制在陶瓷支架上，均匀布置于炉膛侧壁 / 炉顶；

中高温（1200-1600℃）：硅碳棒，棒状结构垂直或水平安装，热辐射效率高；

高温（1600-1800℃）：硅钼棒，需在真空或惰性气氛下使用，避免高温氧化；

超高温（≥2000℃）：石墨加热器，真空环境下无损耗，适配碳材料、难熔金属热处理。

测温元件：选用K/S/B 型热电偶，配套陶瓷或金属保护管（防止真空下热电偶污染）；热电偶探头需置于炉膛有效工作区，保证测温精度；超高温工况可搭配光学测温仪辅助校准。

3. 真空系统 —— 真空获取与维持关键

决定设备的真空等级，由真空泵组、阀门和测量元件组成，分不同真空配置：

真空泵组（按真空需求选配）

粗真空（10⁰~10⁻¹ Pa）：单台机械泵，满足常规无氧化热处理；

中真空（10⁻²~10⁻³ Pa）：机械泵 + 罗茨泵组合，适用于金属钎焊、陶瓷烧结；

高真空（10⁻⁵~10⁻⁷ Pa）：机械泵 + 罗茨泵 + 分子泵，适配半导体材料、高纯金属提纯。

真空阀门与管路：配备真空挡板阀（控制真空通路）、放气阀（泄压用）；管路采用不锈钢波纹管，接口用氟橡胶或金属密封圈密封，减少漏气点。

真空测量元件：安装热偶规（测量粗 / 中真空）和电离规（测量高真空），实时反馈炉膛真空度，信号接入控制系统实现自动启停真空泵组。

4. 炉门与密封压紧系统 —— 真空密封核心保障

炉门的密封性能直接决定真空度能否维持，结构设计需适配温度与真空工况：

炉门结构：分为手动压紧炉门（小型实验炉）和电动 / 液压压紧炉门（大型工业炉）；高温炉门内置水冷通道，降低密封处温度，保护密封件。

密封件选型

中低温（≤200℃）：氟橡胶密封圈，弹性好、密封性强，成本较低；

高温 / 高真空（≥600℃）：金属 C 形圈或 O 形圈（铜 / 不锈钢材质），耐高温、抗蠕变，适合长期真空工况。

压紧机构：采用螺旋杠杆式或液压式压紧，需保证压紧力均匀，避免局部密封不严导致漏气。

5. 温控与安全系统 —— 精准控温与风险防控

实现工艺曲线自动化运行，同时保障设备与人员安全：

温控系统：核心为PLC+PID 多段程序控制器，支持预设 30 段以上升温、保温、降温曲线；可调节升温速率（0.1-20℃/min），保证有效工作区温场均匀性达 ±3-5℃；具备温度校准、数据记录功能。

安全保护装置

真空联锁保护：真空度未达标时，加热系统无法启动；

过热保护：炉膛温度超过设定值，自动切断加热电源；

断偶保护：热电偶故障时，立即停机报警；

开门断电保护：炉门开启状态下，禁止加热；

水冷保护（高温炉）：冷却水断流时，触发停机报警。