专利摘要

本实用新型涉及一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，属于微波高通量高温加热技术领域。本实用新型，包括顶端炉门、炉腔外壳体、微波源发生器、底端炉门、炉腔内壳体、保温承载体、盖板、单体坩埚；微波发生源安装在炉腔外壳体外表面上，顶端炉门、底端炉门分别安装在炉腔外壳体顶部、底部，炉腔内壳体安置在炉腔外壳体内部，保温承载体安装在炉腔内壳体内部，单体坩埚安置在保温承载体内，盖板放置在单体坩埚顶部。本实用新型运用高通量的思想，在单次实验条件下，可一次性对多个实验样品材料进行热处理，获得多个实验样品材料在不同设定温度下的实验数据，大大提高实验效率，节约实验成本。

权利要求

1.一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，其特征在于：包括顶端炉门（1）、炉腔外壳体（2）、微波发生器（3）、底端炉门（4）、炉腔内壳体（5）、保温承载体（6）、盖板（7）、单体坩埚（8）；微波发生器（3）安装在炉腔外壳体（2）外表面上，顶端炉门（1）、底端炉门（4）分别安装在炉腔外壳体（2）顶部、底部，炉腔内壳体（5）安置在炉腔外壳体（2）内部，保温承载体（6）安装在炉腔内壳体（5）内部，单体坩埚（8）安置在保温承载体（6）内，盖板（7）放置在单体坩埚（8）顶部，炉腔外壳体（2）外表面上安设有多个微波发生器（3），多个微波发生器（3）竖直阵列且均匀分布在炉腔外壳体（2）外表面上，保温承载体（6）为圆柱体，保温承载体（6）由两个半圆柱体组合而成，保温承载体（6）的一个半圆柱体上竖直阵列均匀安设有多个坩埚放置平台（10），每个坩埚放置平台（10）位置与炉腔外壳体（2）外表面上的每个微波发生器（3）位置相对应，多个单体坩埚（8）分别放置在多个坩埚放置平台（10）上，炉腔外壳体（2）与炉腔内壳体（5）之间设有保温透波材料（9）。

2.根据权利要求1所述的利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，其特征在于：所述保温承载体（6）为由透波保温材料制成的空心结构。

3.根据权利要求1所述的利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，其特征在于：所述每个盖板（7）为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚（8）为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚（8）内开设有装材料的坩埚内凹槽（11）。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，属于微波高通量高温加热技术领域。

背景技术

热处理是指材料在固态下，通过加热，保温和冷却等手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的重要问题；加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异。但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外，相变需要一定时间，因此，当金属的工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度保持一致。冷却也是热处理工艺必不可少的步骤，冷却方法因热处理工艺的不同而分为退火，淬火，回火，正火，主要是控制冷却速度；一般退火的冷却速度最慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快，回火是淬火后在加热保温后的冷却。

现有材料进行热处理，每次只能试验一种温度条件下，其效率低，成本高，主要存在以下两个技术问题：

热处理温度场不均匀。热处理炉一般为电阻加热方式，由于炉膛空间大，导致炉膛内温度场不均匀，样品放在炉膛内不同的热处理的效果也不一致，严重影响热处理温度的均匀性。

热处理温度控制单一。合理的温度选择和精确的温度控制是热处理获得理想的显微组织和性能的关键参数之一。目前的热处理方法每次只能尝试一个温度条件下材料所能产生的显微组织和性能，致使热处理温度控制参数的选择和优化效率低下。

微波具有波长短，频率高，量子特性等明显的特征，微波是一种能量形式，在介质中可以转化为热量，介质材料与微波电磁场相互耦合，会形成各种功率耗散从而达到能量转化的目的。微波加热是依靠介质吸收微波能将其转化为热能，是自身整体同时升温的加热方式，受热均匀，其加热速度快时间短，因此散失的热量较少。介质在微波场中所产生能量的大小与介质的介电特性有很大关系，选取不同的吸波特性介质作为实验材料可以较方便的控制温度场。

材料高通量制备作为材料基因组计划的重要组成部分，是指在短时间内一次性制备具有成千上百种成分，组织和性能组合的材料微芯片。后续在采用不同的表征方法快速筛查出符合目标需求的组合方式，其核心思想是将传统研究中所采用的顺序迭代法改为并行处理，以量变引起材料研究效率的质变（王海舟，汪洪，丁洪，项晓东，向勇，张晓琨. 材料的高通量制备与表征技术[J]. 科技导报，2015，第33卷(10): 31-49）。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，是基于微波具有的选择加热特性，配合具有不同或相同电磁特性的坩埚，设计产生具有相同温度场或具有不同温度场的加热区，实现一次性同温或不同温下的高通量微波热处理。

本实用新型按以下技术方案实现：一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，包括顶端炉门1、炉腔外壳体2、微波发生器3、底端炉门4、炉腔内壳体5、保温承载体6、盖板7、单体坩埚8；微波发生器3安装在炉腔外壳体2外表面上，顶端炉门1、底端炉门4分别安装在炉腔外壳体2顶部、底部，炉腔内壳体5安置在炉腔外壳体2内部，保温承载体6安装在炉腔内壳体5内部，单体坩埚8安置在保温承载体6内，盖板7放置在单体坩埚8顶部，炉腔外壳体2外表面上安设有2～20个微波发生器3，2～20个微波发生器3竖直阵列且均匀分布在炉腔外壳体2外表面上，保温承载体6为圆柱体，保温承载体6由两个半圆柱体组合而成，保温承载体6的一个半圆柱体上竖直阵列均匀安设有2～20个坩埚放置平台10，每个坩埚放置平台10位置与炉腔外壳体2外表面上的每个微波发生器3位置相对应，2～20个单体坩埚8分别放置在2～20个坩埚放置平台10上，炉腔外壳体2与炉腔内壳体5之间设有保温透波材料9。

所述保温承载体6为由透波保温材料制成的空心结构。

所述每个盖板7为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8内开设有装材料的坩埚内凹槽11。

一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置的工作原理为：在立式微波管式炉中应用多个单体坩埚8竖直均匀阵列分布在保温承载体6的一个安设有坩埚放置平台10的半圆柱体上，在实际工况中，将相同或不同实验材料样品按照需要加热温度区间的不同依次放入到各单体坩埚8中；将各单体坩埚8放入保温承载体6的一个安设有坩埚放置平台10的半圆柱体上，保温承载体6需具有一定的透波性能以满足微波加热条件，同时也要具有较好的隔热保温能力，以防止相邻单体坩埚8间的热传导，选用空心结构设计，以满足分区控温的要求；将装有一组单体坩埚8的保温承载体6通过顶端炉门1置于炉腔内壳体5中，通过微波发生器3施加所需功率的微波能，进行加热处理。由于相邻单体坩埚8是由具有梯度变化的吸波性能的材料制成，每个单体坩埚8的微波吸收能力存在差异，使其能够在微波场下被加热到不同的温度，从而实现置于不同单体坩埚8中的样品材料在不同温度场下进行加热（用以实现分区控温同时加热）；或者各单体坩埚8由具有相同吸波性能的材料制成，用以实现一次性在相同温度下高通量批量热处理。

本实用新型具有以下有益效果：

1、运用高通量的思想，在单次实验条件下，可一次性对多个实验样品材料进行热处理，获得多个实验样品材料在不同设定温度下的实验数据，大大提高实验效率，节约实验成本；

2、热处理温度场均匀，采用微波加热方式，比传统的热处理加热方式升温速度更快，实验样品受热更均匀，在实际的热处理过程中，可以依据实际情况，增加波导的数量，改变波导的排列方式或放置位置，从而进一步增加热处理温度场的均匀性；

3、可以实现多温度梯度场，单体坩埚是由具有梯度变化吸收微波能材料制造而成，即可以在同一微波场中同时产生多种温度场，又利用坩埚在竖直阵列式保温体中的排列结构特点，能实现坩埚加热温度呈竖直梯度分布。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构主视图；

图3为本实用新型的单体坩埚安装结构示意图；

图4为本实用新型的保温承载体结构示意图；

图5为本实用新型的保温承载体内部结构示意图；

图6为本实用新型的单体坩埚结构示意图；

图7为本实用新型的单体坩埚内部结构示意图。

图中各标号为：1：顶端炉门、2：炉腔外壳体、3：微波发生器、4：底端炉门、5：炉腔内壳体、6：保温承载体、7：坩埚盖板、8：单体坩埚、9：保温透波材料、10：坩埚放置平台、11：坩埚内凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-7所示，一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，包括顶端炉门1、炉腔外壳体2、微波发生器3、底端炉门4、炉腔内壳体5、保温承载体6、盖板7、单体坩埚8；微波发生器3安装在炉腔外壳体2外表面上，顶端炉门1、底端炉门4分别安装在炉腔外壳体2顶部、底部，炉腔内壳体5安置在炉腔外壳体2内部，保温承载体6安装在炉腔内壳体5内部，单体坩埚8安置在保温承载体6内，盖板7放置在单体坩埚8顶部，炉腔外壳体2外表面上安设有4个微波发生器3，4个微波发生器3竖直阵列且均匀分布在炉腔外壳体2外表面上，保温承载体6为圆柱体，保温承载体6由两个半圆柱体组合而成，保温承载体6的一个半圆柱体上竖直阵列均匀安设有4个坩埚放置平台10，每个坩埚放置平台10位置与炉腔外壳体2外表面上的每个微波发生器3位置相对应，4个单体坩埚8分别放置在4个坩埚放置平台10上，炉腔外壳体2与炉腔内壳体5之间设有保温透波材料9。

保温承载体6为由透波保温材料制成的空心结构。

每个盖板7为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8内开设有装材料的坩埚内凹槽11。

实施例2：如图1-7所示，一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，包括顶端炉门1、炉腔外壳体2、微波发生器3、底端炉门4、炉腔内壳体5、保温承载体6、盖板7、单体坩埚8；微波发生器3安装在炉腔外壳体2外表面上，顶端炉门1、底端炉门4分别安装在炉腔外壳体2顶部、底部，炉腔内壳体5安置在炉腔外壳体2内部，保温承载体6安装在炉腔内壳体5内部，单体坩埚8安置在保温承载体6内，盖板7放置在单体坩埚8顶部，炉腔外壳体2外表面上安设有10个微波发生器3，10个微波发生器3竖直阵列且均匀分布在炉腔外壳体2外表面上，保温承载体6为圆柱体，保温承载体6由两个半圆柱体组合而成，保温承载体6的一个半圆柱体上竖直阵列均匀安设有10个坩埚放置平台10，每个坩埚放置平台10位置与炉腔外壳体2外表面上的每个微波发生器3位置相对应，10个单体坩埚8分别放置在10个坩埚放置平台10上，炉腔外壳体2与炉腔内壳体5之间设有保温透波材料9。

保温承载体6为由透波保温材料制成的空心结构。

每个盖板7为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8内开设有装材料的坩埚内凹槽11。

实施例3：如图1-7所示，一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置，包括顶端炉门1、炉腔外壳体2、微波发生器3、底端炉门4、炉腔内壳体5、保温承载体6、盖板7、单体坩埚8；微波发生器3安装在炉腔外壳体2外表面上，顶端炉门1、底端炉门4分别安装在炉腔外壳体2顶部、底部，炉腔内壳体5安置在炉腔外壳体2内部，保温承载体6安装在炉腔内壳体5内部，单体坩埚8安置在保温承载体6内，盖板7放置在单体坩埚8顶部，炉腔外壳体2外表面上安设有15个微波发生器3，15个微波发生器3竖直阵列且均匀分布在炉腔外壳体2外表面上，保温承载体6为圆柱体，保温承载体6由两个半圆柱体组合而成，保温承载体6的一个半圆柱体上竖直阵列均匀安设有15个坩埚放置平台10，每个坩埚放置平台10位置与炉腔外壳体2外表面上的每个微波发生器3位置相对应，15个单体坩埚8分别放置在15个坩埚放置平台10上，炉腔外壳体2与炉腔内壳体5之间设有保温透波材料9。

保温承载体6为由透波保温材料制成的空心结构。

每个盖板7为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8为由不同或相同吸波材料制成的实心结构，每个单体坩埚8内开设有装材料的坩埚内凹槽11。

一种利用立式微波管式炉进行高通量实验的装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。