Áreas de aplicação prática para fornos tubulares de pequeno porte (2)

4. Análise de Gases e Pesquisa de Sensores

Sensores de gás, sensores catalíticos, elementos cerâmicos e filmes finos funcionais são normalmente testados sob condições controladas de aquecimento com fluxo de gás.Pequenos fornos tubularesPode criar um ambiente localizado de alta temperatura ao redor do elemento sensor, mantendo a fiação, as conexões de gás e os equipamentos de medição fora da zona de alta temperatura.

UM20 mm tubo de quartzoOferece boa visibilidade óptica e um volume interno relativamente pequeno. Isso reduz a quantidade de gás de teste necessária para alterar a atmosfera ao redor da amostra. Taxas de troca gasosa mais rápidas são benéficas para comparar as respostas do sensor a diferentes concentrações, mas o tempo de troca específico depende de fatores como vazão, volume do tubo de quartzo, acessórios e restrições a jusante.

Para medir com precisão a resposta do gás, a temperatura do elemento sensor precisa ser medida ou calibrada individualmente. O controlador do forno regula a temperatura da câmara de aquecimento, mas a temperatura real do elemento pode variar devido a fatores como condução do fio, fluxo de gás, radiação e montagem da amostra. Portanto, um termopar dedicado ou um método de resistência calibrada pode ser necessário.

5. Recozimento a vácuo de elementos pequenos

Pequenos fornos tubularesSão equipadas com flanges seladas em aço inoxidável e interfaces KF25 para conexão direta a sistemas de vácuo. Em condições adequadas, bombas mecânicas convencionais podem atingir níveis de vácuo de aproximadamente 20 mTorr, enquanto sistemas de bombas turbomoleculares podem atingir aproximadamente 10⁻⁵ Torr. Isso é adequado para recozimento a vácuo de fios metálicos finos, lâminas, contatos, amostras em pó e microcomponentes.

O recozimento a vácuo pode reduzir a oxidação, remover adsorbatos, aliviar tensões e alterar a microestrutura. Devido ao pequeno volume da amostra, fornos compactos podem atingir as condições de processamento necessárias sem aquecer grandes câmaras. O design com tubos finos também reduz o volume de vácuo e, desde que o sistema esteja limpo e bem vedado, pode diminuir o tempo de evacuação.

O desempenho do vácuo é afetado por fatores como a condição dos anéis de vedação, o alinhamento dos flanges, o óleo da bomba, a limpeza da tubulação, a desgaseificação da amostra e a adequação das válvulas e foles. A pressão final nominal descreve a configuração de bombeamento, não a pressão garantida para cada ciclo de aquecimento. A desgaseificação normalmente aumenta com o aumento da temperatura da amostra e da tubulação.

6. Estudos de triagem de pós e formação de fases

Em projetos de desenvolvimento de materiais, é comum comparar múltiplas formulações, selecionando-se, em última instância, uma para produção em larga escala. Cada formulação pode exigir apenas alguns gramas ou até menos. Fornos de pequeno porte são ideais para triagem, pois podem operar com pequenos lotes, menor consumo de energia e ocupar menos espaço.

Os pesquisadores podem utilizar programas de aquecimento programáveis ​​e estágios de manutenção da temperatura para estudar processos de formação de fases, decomposição, cristalização ou oxidação. Pequenos recipientes de quartzo ou alumina podem ser colocados dentro da zona isotérmica. Tampões de fibra de alumina em ambas as extremidades do tubo ajudam a reduzir a perda por radiação e devem ser instalados antes do aquecimento.

A consistência na compactação da amostra é crucial ao comparar múltiplas amostras. O mesmo tipo de recipiente, massa da amostra, profundidade do leito, posição, vazão de gás e programa de aquecimento devem ser utilizados. Os microssistemas podem proporcionar boa repetibilidade quando essas variáveis ​​são controladas, mas sua zona de aquecimento mais curta e uniforme torna o posicionamento da amostra mais crítico do que em fornos com zonas de aquecimento mais longas.