Four tubulaire
Four de pyrolyse vertical à trois zones 1500°C pour la synthèse de nanoparticules et le revêtement d'oxydes avancés
Numéro d'article: TU-C18
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Présentation du produit
Ce système de traitement vertical à haute température est une plateforme multifonctionnelle conçue pour la synthèse d'oxydes nanostructurés avancés et la mise en œuvre de processus de revêtement composite pour divers nanomatériaux. En intégrant le traitement thermique à une distribution précise des fluides, l'équipement facilite la production de poudres de haute pureté avec une taille et une morphologie de particules contrôlées. La conception du système est optimisée pour les laboratoires et les centres de R&D industriels axés sur les matériaux de batterie, la catalyse et les céramiques avancées, où la cohérence dans la fabrication des matériaux est primordiale.
L'architecture opérationnelle se compose de trois modules principaux : un atomiseur de gaz de précision, un four vertical à trois zones à haute température et un dispositif de collecte spécialisé. La séquence de fabrication des matériaux suit un protocole rigoureux en trois étapes : atomisation du précurseur, traitement thermique rapide (chauffage/pyrolyse) et collecte efficace des nanoparticules. Ce flux de travail rationalisé permet aux chercheurs de manipuler les micro-nanostructures avec une répétabilité élevée, garantissant que les résultats expérimentaux peuvent être transposés à des environnements de production industrielle avec un écart de qualité minimal.
Construit pour des contextes industriels exigeants, le système offre une fiabilité exceptionnelle grâce à son ingénierie structurelle robuste. La configuration verticale utilise la gravité et un flux de gaz contrôlé pour maximiser le temps de séjour dans les zones de chauffage, assurant une réaction chimique et une transformation de phase complètes. Cette unité représente une solution avancée pour les organisations nécessitant des capacités de traitement thermique haute performance pour développer la prochaine génération de nanomatériaux et de revêtements d'électrodes.
Caractéristiques principales
- Chauffage haute précision à trois zones : Le four vertical dispose de trois zones de chauffage indépendantes totalisant 900 mm de longueur, permettant la création de gradients thermiques sur mesure ou d'un profil de chauffage uniforme et long. Cette flexibilité est essentielle pour les réactions de pyrolyse complexes où des étapes de température spécifiques sont nécessaires pour atteindre la pureté de phase souhaitée.
- Technologie avancée d'atomisation à deux fluides : Équipé d'une buse à deux fluides en acier inoxydable 316, le système utilise un gaz à haute vitesse pour broyer les précurseurs liquides en gouttelettes ultra-fines. Ce module prend en charge des débits réglables via une pompe péristaltique de haute précision, permettant aux chercheurs de contrôler la taille initiale des gouttelettes et le diamètre des particules résultantes avec une extrême précision.
- Système sophistiqué de collecte de nanopoudres : L'équipement utilise un mécanisme de collecte à deux étages composé de collecteurs à cyclone en acier inoxydable à haute efficacité et d'un filtre secondaire à maille de 5 µm. Cette configuration assure la capture des particules jusqu'à environ 2 µm, maximisant le rendement tout en minimisant la perte de matériau pendant le processus de synthèse.
- Gestion intelligente de la température PID : Un contrôleur PID avancé gère le cycle thermique avec 28 segments programmables. Cela permet un contrôle méticuleux des vitesses de chauffage, des temps de maintien et des courbes de refroidissement, soutenu par des alarmes intégrées pour la protection contre la surchauffe et la défaillance des thermocouples afin d'assurer un fonctionnement sûr et sans surveillance.
- Chemin de fluide résistant à la corrosion : Tous les composants en contact avec les précurseurs sont fabriqués à partir de matériaux de haute qualité tels que l'acier inoxydable 316 et le quartz. La buse d'atomisation comporte une bride réglable de manière excentrique (15°), permettant d'optimiser les modèles de pulvérisation et d'empêcher l'accumulation sur les parois pendant les cycles de synthèse de longue durée.
- Distribution intégrée par pompe péristaltique : Une pompe péristaltique haute résolution assure une distribution de fluide de 0,051 à 51 ml/minute. Avec des vitesses de rotation et de retrait réglables, le système empêche le colmatage et assure une alimentation constante et sans pulsation du précurseur dans la chambre d'atomisation.
- Contrôle de gaz auxiliaire haute performance : Le système comprend un compresseur d'air dédié de 1350 W et un ventilateur à haut débit pour fournir la pression et le débit volumétrique nécessaires à l'atomisation et au transport vertical. Cela garantit que les particules atomisées pénètrent dans la zone de chauffage parfaitement alignées avec l'axe du tube, évitant tout contact prématuré avec les parois du tube.
- Verrouillages de sécurité robustes : Pour la sécurité opérationnelle, la bride inférieure est équipée d'une soupape de décharge de pression de sécurité qui s'active automatiquement à 0,02 MPa. Cette caractéristique, combinée à des vannes à pointeau en acier inoxydable dédiées au contrôle des gaz d'échappement, protège à la fois l'opérateur et le tube de traitement en quartz fondu contre une surpression accidentelle.
Applications
| Application | Description | Avantage clé |
|---|---|---|
| Synthèse de matériaux d'électrode | Production de poudres nanostructurées de cathode et d'anode pour batteries lithium-ion par pyrolyse par pulvérisation. | Stabilité de cyclage et densité énergétique améliorées. |
| Revêtement de nanoparticules | Application de revêtements composites sur des nanomatériaux existants pour améliorer les propriétés de surface ou la conductivité. | Épaisseur de couche uniforme et liaison interfaciale élevée. |
| Fabrication de catalyseurs | Synthèse de catalyseurs à base d'oxydes métalliques à grande surface spécifique pour les réactions chimiques industrielles. | Efficacité catalytique améliorée et énergie d'activation plus faible. |
| Piles à combustible à oxyde solide | Fabrication de poudres d'électrolyte et d'électrode avec une stœchiométrie et une morphologie précises. | Conductivité ionique et durabilité mécanique accrues. |
| Céramiques avancées | Production de poudres céramiques ultra-fines pour des composants céramiques techniques à haute résistance. | Caractéristiques de frittage supérieures et contrôle de la taille des grains. |
| Recherche sur l'administration de médicaments | Ingénierie de nanoparticules d'oxyde biocompatibles pour des applications pharmaceutiques et médicales. | Distributions de taille de particules hautement reproductibles. |
| Préparation de précurseurs pour couches minces | Génération d'aérosols spécialisés pour le dépôt chimique en phase vapeur ou la croissance de couches minces. | Haute pureté et contrôle précis de la composition chimique. |
Spécifications techniques
Spécifications thermiques et électriques
| Paramètre | Spécifications pour TU-C18 |
|---|---|
| Identification du modèle | TU-C18 |
| Tension d'entrée | AC 208-240V, Triphasé, 50/60Hz |
| Puissance maximale | 20 KW |
| Température maximale | 1500°C (< 30 min) |
| Température en continu | 1400°C |
| Longueur de la zone de chauffage | 900 mm (300 mm x 3 zones) |
| Éléments chauffants | Carbure de silicium (SiC) |
| Précision de contrôle | ± 1ºC lors du processus de maintien |
| Vitesse de chauffage | ≤10℃/min (en dessous de 1400℃) ; ≤5℃/min (au-dessus de 1400℃) |
| Thermocouple | Type S |
Atomisation et distribution de fluide
| Composant | Détails techniques |
|---|---|
| Type de buse | Buse d'atomisation de gaz à deux fluides (acier inoxydable 316) |
| Réglage de la buse | Bride réglable de manière excentrique à 15° |
| Débit de la pompe péristaltique | 0,051 - 51 ml/minute |
| Plage de vitesse de la pompe | 0,1 - 100 tr/min (réglable) |
| Débit du ventilateur auxiliaire | Max 0,8 m³/min (0,18 KW) |
| Compresseur d'air | 1350W, 0,11 m³/min, 0,7 MPa |
Détails sur la collecte et le tube de traitement
| Caractéristique | Description |
|---|---|
| Tube standard | Quartz fondu (D.I. : 21 mm x D.E. : 25 mm x 1200 mm) |
| Méthode de collecte | Collecteurs à cyclone doubles SS304 + filtre secondaire |
| Volume de collecte | 500 ml par bac (deux bacs inclus) |
| Classement du filtre | Maille de 5 µm (collecte les particules jusqu'à ~2 µm) |
| Bride supérieure | KF50 (connexion pour dispositif d'atomisation de gaz) |
| Bride inférieure | KF25 (connexion pour cyclone) avec adaptateur de tuyau de 6,35 mm |
| Mécanisme de sécurité | La soupape de décharge s'ouvre à une pression interne de 0,02 MPa |
Pourquoi choisir ce système
- Conçu pour la précision : La combinaison d'un chauffage à trois zones et d'une atomisation à débit variable permet un contrôle inégalé de l'environnement de synthèse, permettant la production de matériaux répondant aux tolérances industrielles les plus strictes.
- Architecture modulaire et évolutive : Les modules distincts pour l'atomisation, le chauffage et la collecte peuvent être surveillés et ajustés individuellement, offrant une plateforme polyvalente qui s'adapte à diverses chimies de précurseurs et objectifs de production.
- Qualité de fabrication supérieure : Utilisant de l'acier inoxydable 316 pour le chemin de fluide et du quartz fondu de haute qualité pour la zone de réaction, ce four est conçu pour une durabilité à long terme dans les environnements de R&D corrosifs.
- Sécurité des processus complète : Des soupapes de décharge de pression intégrées, des alarmes électroniques et des brides de qualité industrielle garantissent la sécurité opérationnelle lors de la manipulation de gaz à haute température et de poudres fines.
- Support technique complet : En tant qu'experts dans le traitement thermique à haute température, notre équipe d'ingénieurs fournit des conseils approfondis sur la configuration du système et l'optimisation des processus pour vos exigences matérielles spécifiques.
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