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无机材料合成 第二章 高温合成技术 高温合成技术 高温合成技术一般用于无机固体材料的制备。 一般的固相反应在常温常压下很难进行，或者反应很慢，因此需要高温使其加速。 如： 1、传统无机材料制备 2、高熔点金属粉末的烧结 3、难熔化合物的熔化和再结晶 4、各种功能陶瓷体的烧成等 1、如何获得高温的方法？ 2、什么材料可以耐高温，作为反应容器使用？ 3、如何测量高温？ 第一节 获得高温的方法 人类能制造最高、最低温度是多少？有极限吗？ 高温： 目前人类制造的最高温度是5亿1千万度。 这个温度是在1994年5月27日，由美国新泽西州普林斯顿等粒子物理实验室，利用氘和氚等离子混合体在托克马克核聚变反应堆中创造的。  我国的“人造太阳”核聚变实验装置创下了5500万度的国内最高温度记录。 低温: 绝对零度 获得高温，需要一些符合不同要求的产生高温的设备和手段： 高 温 炉 一般获得高温的设备为高温炉 工业窑炉：火焰炉、电炉 实验室用炉：电炉 电炉分类： （1）电阻炉 （2）感应炉 （3）电弧炉 （4）等离子炉 （5）电子束炉 (6) 微波炉 电阻炉： 当电流流过导体，因为导体存在电阻，于是产生焦耳热，就成为电阻炉的热源。是最常用的加热炉，它的优点是设备简单，使用方便，温度可精确地控制在很窄的范围内。应用不同的电阻发热材料可以达到不同的高温限度。 炉内工作室的温度应将稍低于最高使用温度。 电阻发热材料（电热体）： 是电阻炉的发热元件。 选择不同加热体的考核因素： 使用温度范围、最高使用温度 使用气氛（与气体反应、抗氧化性、真空蒸汽压） 与什么物质发生反应（高温下不能与其它物质接触） 电阻率的大小、电阻率随温度变化的情况 使用寿命（高温挥发、脆化、老化现象） 热膨胀系数（抗热震性） 加工性 经济因素 导热性能 二、电感炉 感应炉利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉。  三、电弧炉 电弧:在两电极之间的气体介质中，强烈而持久的放电现象称为电弧 电弧炉：利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的电炉。 按加热方式分为三种类型: ①间接加热电弧炉：热辐射加热物料。 ②直接加热电弧炉：直接加热物料。 ③埋弧电炉：电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。 等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。 等离子炉：利用工作气体被电离时产生的等离子体来进行加热或熔炼的电炉，简称PAF。 psp放电等离子热压烧结炉 电子束炉：用高速电子轰击物料使之加热熔化的电炉。 在真空炉壳内,用通低压电的灯丝加热阴极，使之发射电子，电子束受加速阳极的高压电场的作用而加速运动，轰击位于阳极的金属物料，使电能转变成热能。因为电子束可经电磁聚焦装置高度密集，所以可在物料受轰击的部位产生很高的温度。 反应器皿材料使用性能比较 第三节 高温温度测量方法 温度不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来简介的测量。 要求：随温度变化是单质、连续变化的，且易于测量。 常选用的物理性质和效应： （1）热膨胀 （2）电阻变化 （3）热电效应 （4）热辐射 测温仪表： 1）回路电动势是金属连接点温度差值的函数。 EAB=fAB(t-t0) 2）当t0不变时，EAB(t,t0)=fAB(t)-C 说明：热电势只是一个接点温度的函数 3）一端温度固定为0℃——冷端 一端受热产生温差电动势——热端 热电偶校正 将冷端置于冰-水平衡体系中，而热端置于恒定的标准体系中。标准体系是一些温度恒定的物质，成为标准物质。 1.体积小，重量轻，结构简单，易于装配维护，使用方便。 2.主要作用点是出两根线连成的很小的热接点，两根线较细，所以热惰性很小，有良好的热感度。 3.能直接与被测物体相接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、二氧化碳、蒸气等影响而引起误差，具有较高的准确度，可保证在预期的误差以内。 4.侧温范围较广，一般可在室温至2000℃左右之间应用，某些情况其至可达3000℃。 5.测量讯号可远距离传送，并由仪表迅速显示或自动记录，便于集中管理。 热电偶在使用中，还须注意避免受到侵蚀、污染和电磁的干扰，同时要求有一个不影响其热稳定性的环境。例如有些热电偶不宜于氧化气氛，但有些又应避免还原气氛。 在不合适的气氛环境中，应以耐热材料套管将其密封，并用惰性气体加以保护，但这样就会多少影响它的灵敏度。当温度变动较快时，隔着套管的热电偶就显得有些热感滞后