Four tubulaire coulissant 1200°C pour matériaux de batterie

Four tubulaire coulissant à 1200 °C pour la recherche sur les matériaux de batterie - TOB-SK2-XY-12TP

Présentation du produit et applications idéales

Le TOB-SK2-XY-12TP est un four tubulaire coulissant à 1200 °C destiné à la recherche et au développement sur les matériaux de batterie. Sa caractéristique distinctive est le corps de four coulissant : la chambre de chauffe est montée sur une glissière motorisée et est actionnée par des boutons-poussoirs électriques pour se déplacer au-dessus ou à l'écart du tube en quartz, tandis que l'échantillon reste dans une position fixe à l'intérieur du tube.

Cet agencement mécanique confère au four une capacité qu'un four tubulaire à corps fixe ne possède pas : la possibilité de commencer le chauffage en faisant glisser le four sur l'échantillon et de commencer le refroidissement en éloignant le four, produisant des transitions de chauffage et de refroidissement beaucoup plus rapides qu'une chambre dont la température doit changer dans son ensemble.

Le four est construit autour d'un tube en quartz de haute pureté de 80 mm de diamètre extérieur avec une longueur de chauffe monozone de 350 mm, chauffé par un fil de résistance HRE jusqu'à une température maximale de 1200 °C (plage de travail courante 0-1100 °C). La température est mesurée par un thermocouple de type K monté sur un côté de la bride avec un instrument d'affichage, et contrôlée par un système de contrôle de température intelligent à écran tactile Yudian qui prend en charge 10 programmes de 30 segments chacun, un auto-réglage PID programmable intelligent, la visualisation des courbes et de l'historique, et l'exportation de données USB. La précision du contrôle est de ±1 °C avec une précision de classe 0,25.

L'environnement du processus est entièrement contrôlable : le tube peut être utilisé sous vide (pompe mécanique à deux étages, avec un vide maximal de 10 Pa dans le four à l'état froid) ou sous gaz circulant - oxygène, azote, argon et autres gaz inertes - avec un contrôleur de débit massique (MFC, 0-300 SCCM) et des vannes à boisseau sphérique sur les ports, et la pression de gaz maximale à l'intérieur du tube ne dépassant pas 0,02 MPa. La chambre utilise du coton haute température sur la couche extérieure et un panneau de fibre céramique de haute qualité sur la couche intérieure pour l'isolation, et le corps du four utilise une structure à double couche refroidie par air pour maintenir la température de la surface extérieure basse. La bride en acier inoxydable 304 avec étanchéité double couche offre une résistance à l'oxydation ainsi qu'une résistance aux acides et aux alcalis.

Idéal pour :

1. Les laboratoires de matériaux de batterie effectuant la calcination, le frittage et le recuit d'échantillons de matériaux de cathode et d'anode sous vide ou sous atmosphères gazeuses contrôlées.
2. La recherche sur les électrolytes solides et autres matériaux de batterie où des transitions rapides de chauffage et de refroidissement sont nécessaires pour contrôler la formation de phases et éviter les transitions de phase indésirables.
3. Les expériences de traitement thermique rapide, où l'échantillon doit être porté rapidement à température et retiré rapidement de la zone chaude.
4. Les groupes de recherche sur les matériaux qui ont besoin d'un four programmable contrôlé à ±1 °C avec enregistrement des données (exportation USB, courbes et historiques) et chauffage et refroidissement automatiques sans surveillance.

Besoin de confirmer si le tube de 80 mm, la zone de chauffe de 350 mm et la course de coulissement correspondent à votre nacelle d'échantillon et à votre processus ? Contactez nos ingénieurs en équipement de matériaux de batterie avec les dimensions de votre porte-échantillon et votre profil de température de processus.

Principe de fonctionnement : Le corps de four coulissant

Un four tubulaire conventionnel maintient la chambre de chauffe fixe autour du tube, de sorte que l'échantillon change de température en même temps que toute la chambre isolée. Cela fonctionne pour la calcination programmée standard, mais cela rend le chauffage et le refroidissement rapides difficiles : toute la chambre - les éléments chauffants et la masse isolante qui les entoure - doit changer de température en même temps que l'échantillon.

Le TOB-SK2-XY-12TP modifie l'agencement. La chambre de chauffe est montée sur une glissière et actionnée par des boutons électriques, et l'échantillon repose dans une position fixe à l'intérieur du tube en quartz. Cela donne deux modes de fonctionnement distincts :

• Chauffage en faisant glisser le four sur l'échantillon :le corps du four, à sa température réglée, glisse sur la position de l'échantillon. L'échantillon entre dans la zone chaude et commence à chauffer immédiatement, sans attendre que la chambre chauffe autour de lui.
• Refroidissement en éloignant le four :le corps du four s'éloigne de la position de l'échantillon, laissant l'échantillon dans le tube sans la chambre de chauffe et son isolation autour. L'échantillon refroidit alors depuis sa température de processus beaucoup plus rapidement qu'il ne le ferait à l'intérieur d'un four fixe, où la masse thermique de la chambre maintient la température.

Cet agencement coulissant est ce qui prend en charge le traitement thermique rapide et les expériences de type trempe jusqu'à 1200 °C : la position de l'échantillon dans le tube reste constante - seul le four se déplace - de sorte que l'échantillon peut être chargé, porté à température et retiré de la zone chaude mécaniquement, et les transitions rapides sont produites par le mouvement de la machine elle-même plutôt que d'être limitées par les taux de chauffage et de refroidissement de la chambre. Le module de four peut également être retiré d'un échantillon à la fin d'un cycle programmé lorsqu'une trempe rapide est requise.

Le système coulissant est indiqué dans les spécifications de la machine comme un coulissement par bouton électrique, avec le corps du four qui coulisse. La programmation du taux de chauffage (0-20 °C/min, réglable arbitrairement) s'applique aux rampes contrôlées de la chambre de chauffe ; le mouvement de coulissement fournit les transitions discrètes et rapides qui complètent le profil programmé.

Où il s'intègre dans la recherche et le développement sur les matériaux de batterie

Dans la R&D sur les matériaux de batterie, un four tubulaire est l'outil standard pour les étapes à haute température qui déterminent la structure et les performances d'un matériau :

• Synthèse et calcination de poudres :les poudres précurseurs sont chauffées sous air, oxygène ou gaz inerte pour former la phase cristalline cible.
• Frittage et densification :des pastilles pressées de matériaux de cathode, d'électrolytes solides ou de céramiques sont frittées à la densité souhaitée.
• Recuit et traitement de surface :après la synthèse, une étape thermique ajuste la structure cristalline, élimine les défauts ou diffuse les revêtements de surface.
• Test de l'effet de l'historique thermique :dans de nombreuses études sur les matériaux, les taux de chauffage et de refroidissement ainsi que l'atmosphère pendant l'étape thermique - et pas seulement la température maximale - déterminent la phase qui est conservée à température ambiante.

Le TOB-SK2-XY-12TP aborde directement le quatrième point. Comme l'échantillon peut être amené rapidement dans et hors de la zone chaude, l'historique thermique du matériau peut être défini précisément, permettant au chercheur de comparer, par exemple, un échantillon refroidi lentement avec un échantillon trempé rapidement sur la même machine. Combiné au système de contrôle Yudian programmable (10 programmes, 30 segments, auto-réglage PID) et au contrôle du vide et du gaz, le four prend en charge toute la gamme des processus contrôlés par atmosphère et par taux utilisés dans le développement des matériaux de batterie :

• Calcination et frittage de matériaux de cathode et d'anode sur la plage de travail courante de 0-1100 °C, jusqu'à un maximum de 1200 °C.
• Expériences de traitement thermique rapide et de trempe pour le contrôle de phase.
• Traitement sous vide (jusqu'à un maximum de 10 Pa dans le four, état froid) ou sous flux d'oxygène, d'azote, d'argon ou d'autres gaz inertes, avec un débit de gaz réglé par le MFC.
• Études de recuit et de cristallisation avec des profils de température enregistrés et exportables.

Comment fonctionne le TOB-SK2-XY-12TP

Le flux de travail opérationnel du four suit la séquence ci-dessous.

1. Chargement de l'échantillon :l'échantillon est placé dans un creuset ou une nacelle à la position fixe à l'intérieur du tube en quartz, en utilisant les accessoires standard fournis avec la machine - le crochet à creuset et les gants haute température. Des bouchons de tube sont utilisés là où le processus l'exige.
2. Configuration de l'atmosphère : pour un fonctionnement sous vide, l'extrémité de sortie est reliée à la pompe à vide par des soufflets, des vannes à boisseau sphérique et des colliers de serrage ; pour un fonctionnement sous gaz, la ligne de gaz est connectée à l'extrémité d'entrée par les vannes à boisseau sphérique, et le débit de gaz est réglé sur le MFC (0-300 SCCM). Le manomètre à l'entrée de gaz indique la pression d'alimentation, et tous les ports sont équipés de vannes à boisseau sphérique ; la pression de gaz maximale à l'intérieur du tube ne doit pas dépasser 0,02 MPa.
3. Réglage du programme : le profil de processus est défini sur le système de contrôle à écran tactile Yudian - jusqu'à 10 programmes de 30 segments, avec une vitesse de chauffe réglable dans la plage de 0-20 °C/min et une durée de segment unique allant jusqu'à 1000 heures. Le réglage automatique PID est pris en charge pour la configuration.
4. Chauffage : le corps du four glisse sur la position de l'échantillon et le programme s'exécute - le chauffage automatique, le refroidissement automatique et le fonctionnement sans surveillance sont pris en charge grâce à l'opération à une touche du système de contrôle.
5. Refroidissement rapide (si nécessaire) : lorsqu'une transition rapide est nécessaire, le corps du four est éloigné de la position de l'échantillon afin que l'échantillon refroidisse sans la chambre de chauffage autour de lui. Le système de glissement à bouton électrique commande le mouvement du corps du four.
6. Refroidissement et déchargement : le programme ou l'action de glissement amène l'échantillon à la température de déchargement, et l'échantillon est retiré du tube avec le crochet à creuset et des gants.
7. Examen et exportation des données : les courbes de température et les enregistrements historiques peuvent être consultés sur le contrôleur et exportés via l'interface USB pour le dossier de recherche.

La protection de sécurité est active en permanence : une protection contre la surchauffe et une protection contre la rupture de thermocouple sont fournies en standard, et la structure à double paroi refroidie par air du corps du four maintient la température de la surface extérieure basse pendant le fonctionnement.

Caractéristiques techniques clés du TOB-SK2-XY-12TP

1. Corps de four coulissant entraîné par des boutons électriques
   Le corps du four glisse sur son rail, entraîné par une commande à bouton électrique. La position de l'échantillon à l'intérieur du tube reste fixe, de sorte que l'atmosphère du processus et le placement de l'échantillon ne changent pas lorsque le four se déplace. C'est la caractéristique déterminante du TOB-SK2-XY-12TP.
2. Chauffage rapide et refroidissement rapide par mouvement mécanique
   Faire glisser le four sur l'échantillon démarre le chauffage immédiatement ; l'éloigner permet à l'échantillon de refroidir sans la masse thermique de la chambre de chauffage autour de lui. Le traitement thermique rapide et les expériences de type trempe deviennent possibles - des transitions thermiques nettes produites par le mouvement de la machine plutôt que limitées par les vitesses de chauffage et de refroidissement de la chambre elle-même.
3. Température maximale de 1200 °C, plage de travail courante de 0-1100 °C
   Les éléments chauffants en fil de résistance HRE et le thermocouple de type K supportent une température maximale de 1200 °C, avec une plage de travail courante de 0-1100 °C. La longueur de chauffage à zone unique de 350 mm et le tube en quartz de haute pureté de 80 mm de diamètre extérieur définissent la zone chaude utilisable et l'enveloppe de l'échantillon.
4. Contrôle de la température à ±1 °C avec le système à écran tactile Yudian
   Le système de contrôle intelligent de la température à écran tactile Yudian prend en charge 10 programmes de 30 segments avec un réglage automatique PID programmable intelligent. Les courbes et les enregistrements historiques peuvent être consultés, et les données peuvent être exportées via l'interface USB. La précision du contrôle est de ±1 °C avec une précision de classe 0,25, et une durée de segment unique peut être réglée jusqu'à 1000 heures. L'opération à une touche permet un chauffage automatique et un refroidissement automatique sans nécessiter de surveillance.
5. Vitesses de chauffage programmables de 0 à 20 °C/min
   La vitesse de chauffage est réglable arbitrairement dans la plage de 0-20 °C/min, de sorte que le profil de température peut être adapté au matériau et au processus - avec le mouvement de glissement disponible pour les transitions rapides en dehors de la rampe programmée.
6. Fonctionnement sous vide avec une pompe mécanique à deux étages
   Le four fonctionne sous vide à l'aide d'une pompe mécanique à deux étages, la pompe étant connectée par des soufflets, des vannes à boisseau sphérique et des colliers de serrage. Le vide maximal dans le four est de 10 Pa (état froid), et le vide ultime du système de pompe est de 6 x 10⁻² Pa (état froid), fournissant un environnement à basse pression contrôlé pour le processus.
7. Contrôle de l'atmosphère gazeuse avec MFC
   L'extrémité d'entrée possède une entrée de gaz avec un MFC (0-300 SCCM), et chaque entrée de gaz est équipée d'une vanne à boisseau sphérique et connectée à un manomètre. L'oxygène, l'azote, l'argon et divers gaz inertes peuvent être utilisés, et tous les ports sont équipés de vannes à boisseau sphérique ; la pression de gaz maximale à l'intérieur du tube ne dépasse pas 0,02 MPa.
8. Tube en quartz de haute pureté et brides en acier inoxydable 304 avec étanchéité à double couche
   Le tube de processus est un tube en quartz de haute pureté (80 mm de diamètre extérieur), et la bride est en acier inoxydable 304 : pratique pour le chargement et le déchargement, résistant à l'oxydation, résistant aux acides et aux alcalis, et scellé par une double couche pour assurer les performances d'étanchéité requises pour le fonctionnement sous vide et sous gaz.
9. Efficacité thermique : isolation en fibre céramique et corps à double paroi refroidi par air
   La chambre du four utilise du coton haute température sur la couche extérieure et un panneau en fibre céramique de haute qualité sur la couche intérieure pour un bon effet d'isolation. La structure de la chambre est une conception compacte intégrée avec une structure d'épissage de type étagé conforme aux principes mécaniques - contrainte uniforme pendant le chauffage et chaleur difficilement perdue. La structure du corps du four à double paroi refroidie par air maintient la température de la surface extérieure basse.
10. Protection de sécurité et ensemble standard complet
    Le four offre une protection contre la surchauffe et une protection contre la rupture de thermocouple. Ses accessoires standard couvrent les éléments essentiels au fonctionnement - 2 bouchons de tube, 1 tube en quartz, 1 tube à gaz, 1 jeu de brides, 2 bagues d'étanchéité de rechange, 1 crochet à creuset, 1 paire de gants haute température, 1 pompe à vide et 1 manuel d'utilisation - et le four est emballé dans une boîte en bois avec un remplissage en mousse à l'intérieur et le corps du four enveloppé dans un film plastique.

Spécifications techniques complètes

Les tableaux suivants reproduisent les spécifications fournies.

1. Paramètres techniques principaux

2. Système de contrôle de la température

3. Système de gaz et de vide

4. Garantie, accessoires standard et emballage

Recommandations d'utilisation pratique

• Placement de l'échantillon : placez l'échantillon dans un creuset ou une nacelle à la position fixe dans le tube en quartz, et utilisez le crochet à creuset et les gants haute température fournis pour le chargement et le déchargement. Étant donné que la position de l'échantillon reste fixe pendant que le four coulisse, définissez d'abord la position de l'échantillon et maintenez-la constante entre les cycles.
• Bouchons de tube : utilisez les bouchons de tube fournis selon les besoins du processus - par exemple pour réduire le rayonnement thermique vers les extrémités du tube et les joints. Confirmez l'agencement dans le manuel d'utilisation pour votre processus.
• Opération sous vide : connectez la pompe à vide via les soufflets, les vannes à boisseau sphérique et les colliers de serrage. Inspectez les bagues d'étanchéité avant utilisation (2 bagues de rechange sont fournies) et confirmez le vide atteignable par rapport au maximum spécifié de 10 Pa dans le four (état froid).
• Opération sous gaz : réglez le débit sur le MFC dans la plage 0-300 SCCM et vérifiez le manomètre à l'entrée. Ne dépassez pas la pression de gaz maximale à l'intérieur du tube de 0,02 MPa et gardez tous les ports fermés avec leurs vannes à boisseau sphérique, à l'exception de ceux requis par le processus.
• Configuration du programme : réglez le profil sur le contrôleur à écran tactile Yudian - jusqu'à 10 programmes de 30 segments, vitesses de chauffe entre 0-20 °C/min, durées de segment jusqu'à 1000 heures. Exécutez l'auto-ajustement PID lors de la configuration d'un nouveau profil ou après avoir changé le tube ou la disposition des échantillons.
• Procédure de coulissement : faites coulisser le corps du four sur l'échantillon uniquement lorsque vous êtes prêt à commencer l'étape thermique, et éloignez-le lorsqu'une transition de refroidissement rapide est prévue. Utilisez la commande par bouton électrique pour déplacer le corps du four et confirmez que la course est libre avant chaque cycle.
• Limites de température : pour un travail de routine, maintenez le processus dans la plage de fonctionnement courante de 0-1100 °C ; le maximum de 1200 °C s'applique à une opération courte et compatible. Laissez le four refroidir dans ses conditions supportées avant le déchargement.
• Refroidissement et sécurité : ne bloquez pas le chemin de refroidissement par air du corps à double paroi refroidi par air. Gardez les protections contre la surchauffe et la rupture de thermocouple activées, et portez des gants haute température lors de la manipulation d'échantillons chauds, de creusets et du tube.
• Maintenance : inspectez périodiquement le tube en quartz et les bagues d'étanchéité, remplacez les joints usés (des pièces de rechange sont fournies) et vérifiez le thermocouple et son instrument d'affichage. Le corps du four bénéficie d'une garantie d'un an (hors pièces d'usure) avec un support technique à vie.

FAQ technique

Q1 : Qu'est-ce qu'un four tubulaire coulissant et en quoi diffère-t-il d'un four tubulaire standard ?

Dans un four tubulaire standard, la chambre de chauffe est fixée autour du tube, de sorte que l'échantillon et toute la chambre changent de température ensemble. Dans le TOB-SK2-XY-12TP, le corps du four est monté sur une glissière et se déplace par commande à bouton électrique, tandis que l'échantillon reste à une position fixe à l'intérieur du tube en quartz. Faire coulisser le four sur l'échantillon démarre le chauffage ; l'éloigner permet à l'échantillon de refroidir sans la chambre de chauffe autour de lui. Cela permet des transitions de chauffage et de refroidissement beaucoup plus rapides - utiles pour le traitement thermique rapide et les expériences de type trempe.

Q2 : Quelle est la plage de température et comment est-elle contrôlée ?

La température maximale est de 1200 °C, avec une plage de fonctionnement courante de 0-1100 °C. Le chauffage est assuré par un fil de résistance HRE, et la température est mesurée par un thermocouple de type K avec un instrument d'affichage sur un côté de la bride. Le système à écran tactile Yudian contrôle jusqu'à 10 programmes de 30 segments avec auto-ajustement PID, avec une précision de contrôle de ±1 °C et une précision de grade 0,25. Les vitesses de chauffe sont réglables entre 0-20 °C/min, et la durée d'un segment peut aller jusqu'à 1000 heures.

Q3 : Dans quelles atmosphères le four peut-il fonctionner ?

Le four peut fonctionner sous vide ou avec des gaz en circulation. Les gaz compatibles sont l'oxygène, l'azote, l'argon et divers gaz inertes ; l'extrémité d'entrée possède une entrée de gaz avec un MFC (0-300 SCCM), et la pression de gaz maximale à l'intérieur du tube ne doit pas dépasser 0,02 MPa. Sous vide, la pompe mécanique à deux étages fournit un vide ultime de 6 x 10⁻² Pa (à froid), et le vide maximal dans le four est de 10 Pa (à froid).

Q4 : La pompe à vide est-elle incluse avec le four ?

Oui. Les accessoires standard comprennent 1 pompe à vide (pompe mécanique à deux étages), ainsi que 2 bouchons de tube, 1 tube en quartz, 1 tube à gaz, 1 jeu de brides, 2 bagues d'étanchéité de rechange, 1 crochet pour creuset, 1 paire de gants haute température et 1 manuel d'utilisation.

Q5 : Quelles sont les dimensions du tube et de la zone de chauffe ?

Le diamètre extérieur du tube de chauffe est de 80 mm et la longueur de la zone de chauffe est de 350 mm (zone unique). Le matériau du tube est un tube en quartz de haute pureté.

Q6 : Comment l'étanchéité du tube est-elle assurée ?

Le four utilise une bride en acier inoxydable 304 avec une étanchéité double couche. La bride est pratique pour le chargement et le déchargement, et elle est résistante à l'oxydation, aux acides et aux alcalis, ce qui permet de maintenir les performances d'étanchéité requises pour le fonctionnement sous vide et sous gaz. Deux bagues d'étanchéité de rechange sont fournies avec la machine.

Q7 : Quelles protections de sécurité le four offre-t-il ?

Le four offre une protection contre la surchauffe et une protection contre la rupture de thermocouple. Le corps du four utilise une structure à double couche refroidie par air qui maintient la température de la surface extérieure basse, et l'isolation de la chambre - coton haute température à l'extérieur et panneau en fibre céramique de haute qualité à l'intérieur - contribue à l'efficacité thermique et à des conditions de contact sûres.

Q8 : Quelles fonctions de données le système de contrôle offre-t-il ?

Le système à écran tactile Yudian permet de visualiser les courbes de température et les enregistrements historiques, et les données peuvent être exportées via l'interface USB. Le chauffage automatique et le refroidissement automatique peuvent être lancés avec une opération à une touche, et le processus peut fonctionner sans surveillance - utile pour les longs temps de maintien (jusqu'à 1000 heures par segment) typiques des cycles de frittage et de recuit.

Q9 : Quelle est la garantie ?

Le corps du four bénéficie d'une garantie d'un an, à l'exclusion des pièces d'usure telles que les éléments chauffants, le tube en quartz, les bagues d'étanchéité et les thermocouples. Un support technique à vie est fourni.

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