用于LaFeSi系材料的吸氢真空热处理装置、系统及使用方法与流程

本发明涉及一种用于lafesi系材料的吸氢真空热处理装置、系统及使用方法。

背景技术：

1、lafesi系磁制冷材料是一种新型磁制冷材料，具有较高的磁熵变温度和较低的磁导率，是目前研究的热点之一，但是lafesi系磁制冷材料的居里温度较低，低于室温。lafesi系磁制冷材料经过氢化处理后可以将居里温度提高到室温以上，同时具有较大的等温磁熵变。

2、cn208604168u公开了一种带有缠绕式水冷系统的真空热处理炉，包括管道、真空管、安装箱、蓄水箱、冷凝器、水泵、连接管路、金属软管、金属缠绕管、支撑固定部件。管道和真空管相连。真空管通过支撑固定部件固定在安装箱的外部，蓄水箱固定在安装箱内部，冷凝器固定在安装箱的外部，蓄水箱通过连接管路分别与冷凝器的第一出水口和水泵的进水口相连接；金属缠绕管安装在真空管的外壁上，金属缠绕管的一端连接冷凝器的第一进水口，另一端连接金属软管，金属软管的另一端连接水泵的出水口；水泵固定在安装箱上，水泵的进水口与连接管路相连接。该申请仅涉及炉体外的部分结构。

3、cn216514003u公开了一种金属构件热处理装置，包括热处理炉，其用于在其内部放置金属构件并进行热处理；氨分解器，其用于裂解产生氢气与氮气；换气管，其连接在氨分解器与热处理炉之间，用于将氢气与氮气的混合气体输入热处理炉，并将热处理炉内的空气置换出来，换气管上设置有控制管路启闭的置换阀；点火嘴，设置在热处理炉上，用于将热处理炉与外界连通以排出热处理炉内的气体，并将热处理炉内的氢气与氮气的混合气体稳定后，点燃外溢氢气。该装置用于金属构件表面的氧化还原。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种吸氢真空热处理装置，该装置能够用于lafesi系材料的吸氢处理。进一步地，该装置能够使氢气流动的更加平稳均匀，提高吸氢效果。更进一步地，该装置能够减少高温对炉管弹性密封件的影响，延长使用寿命，提高真空效果。本发明的另一个目的在于提供一种吸氢真空热处理系统。本发明的再一个目的在于提供一种吸氢真空热处理系统的使用方法。该方法能够提高真空效果，提高lafesi系材料的吸氢效果。

2、本发明采用如下技术方案实现上述目的。

3、本发明提供了一种用于lafesi系材料的吸氢真空热处理装置，包括炉体、炉管、炉管内组件、第一冷却流体管路、第二冷却流体管路、冷却流体供给装置和抽真空装置；

4、所述炉体用于对炉管加热；

5、所述炉管包括炉管本体、挡板阀和炉管挡板；所述炉管本体的两端为开口端；所述炉管本体包括依次相连的第一炉管本体部、第二炉管本体部和第三炉管本体部，所述第二炉管本体部位于所述炉体中，所述第一炉管本体部和第三炉管本体部位于所述炉体外；

6、所述挡板阀通过弹性密封件密封在第一炉管本体部的开口端；所述挡板阀设置有第一管接头和第二管接头，所述第一管接头用于与氢气供给装置相连，所述第二管接头用于与惰性气体供给装置相连；

7、所述炉管挡板通过弹性密封件密封在第三炉管本体部的开口端；

8、所述炉管内组件包括样品仓、连接杆、隔热片和隔热板；

9、所述样品仓包括样品仓本体和仓体挡板；所述样品仓本体的两端为开口端，所述仓体挡板覆盖在样品仓本体的开口端上，至少一部分仓体挡板由泡沫金属形成；样品仓本体包括第一仓体本体和第二仓体本体；第一仓体本体和第二仓体本体可拆卸地连接在一起；

10、所述连接杆的一端与所述样品仓的一端相连，所述连接杆由与所述样品仓相连的一端向远离样品仓的方向延伸；

11、所述隔热板穿设在所述连接杆上，且设置在所述连接杆远离所述样品仓的一端附近；

12、所述隔热片穿设在所述连接杆上，且设置在所述样品仓和所述隔热板之间，所述隔热片上设置有透气孔；

13、所述第一冷却流体管路设置为对所述第一炉管本体部进行降温，所述第一冷却流体管路与所述冷却流体供给装置相连；

14、所述第二冷却流体管路设置为对所述第三炉管本体部进行降温，所述第二冷却流体管路与所述冷却流体供给装置相连；

15、所述抽真空装置与所述炉管相连通，所述抽真空装置用于将所述炉管内的气体抽真空。

16、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，所述炉体包括第一炉体和第二炉体，所述第一炉体和所述第二炉体设置为能够沿所述炉管的径向运动，且所述第一炉体和所述第二炉体的运动方向相反。

17、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，所述吸氢真空热处理装置还包括电机、走行轨道和走行支架；

18、所述电机设置为驱动所述走行支架运动；

19、所述走行支架设置有与所述走行轨道相匹配的滑块；

20、所述走行轨道与所述滑块设置为限制所述走行支架的运动路径；

21、所述走行支架包括第一走行支架和第二走行支架，所述第一走行支架与所述第一炉体相连，所述第二走行支架与所述第二炉体相连。

22、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，形成所述第一炉管本体部的材料的导热系数大于形成所述第二炉管本体部的材料的导热系数，形成所述第三炉管本体部的材料的导热系数大于形成所述第二炉管本体部的材料的导热系数。

23、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，所述挡板阀还设置有真空计和压力变送器。

24、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，所述抽真空装置包括主管路、第一控制阀、第二控制阀、第一支路、金属油扩散泵、第三控制阀、第二支路、第三支路、罗茨真空泵和旋片真空泵；

25、所述主管路的一端与所述挡板阀相连，所述主管路的另一端与第二控制阀相连，所述主管路上设置有第一控制阀；

26、所述第一支路的一端与所述第一控制阀相连，所述第一支路的另一端与所述金属油扩散泵的进气端相连；

27、所述第二支路的一端与所述金属油扩散泵的出气端相连，所述第二支路的另一端与所述第二控制阀相连，所述第二支路上设置有第三控制阀；

28、所述第三支路的一端与所述第二支路位于第二控制阀和第三控制阀之间的部分相连，所述第三支路的另一端分别与罗茨真空泵的进气端和旋片真空泵的进气端相连。

29、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，在所述挡板阀和所述第一控制阀之间的主管路上设置有电阻规和电离规。

30、根据本发明的吸氢真空热处理装置，优选地，所述第一控制阀包括气动挡板阀和电磁阀，所述第二控制阀包括气动挡板阀和电磁阀，所述第三控制阀包括气动挡板阀和电磁阀；

31、所述冷却流体供给装置包括冷水机和水箱，所述水箱设置为向所所述冷水机供给水源，所述冷水机设置为将水冷却，所述冷水机分别与所述第一冷却流体管路、第二冷却流体管路相连通。

32、另一方面，本发明提供了一种用于lafesi系材料的吸氢真空热处理系统，包括上述吸氢真空热处理装置、控制台、氢气供给装置和惰性气体供给装置；

33、所述控制台设置为对所述吸氢真空热处理装置进行控制；

34、所述氢气供给装置与所述第一管接头相连，所述惰性气体供给装置与所述第二管接头相连。

35、再一方面，本发明提供了上述吸氢真空热处理系统的使用方法，包括如下步骤：

36、(1)在所述样品仓内装有lafesi系材料，且所述炉管内组件位于所述炉管中的状态下，关闭挡板阀，打开旋片真空泵、第一控制阀和第二控制阀，将主管路内的气体抽真空至压力为20pa以下，然后打开罗茨真空泵将主管路内的气体抽真空至压力为10-2pa以下；

37、(2)将金属油扩散泵加热15～60min后，打开挡板阀和第三控制阀，关闭第二控制阀，将炉管内的气体抽真空至压力为0.1pa以下；然后关闭金属油扩散泵、罗茨真空泵和旋片真空泵；

38、(3)在第一炉体和第二炉体处于闭合状态下，开启炉体的加热装置使炉管温度升温至250～360℃；

39、(4)关闭第一控制阀和挡板阀，打开氢气供给装置使炉管内的压力为110～150kpa；保温保压170～250min后，关闭炉体的加热装置，保持压力恒定，将第一炉体和第二炉体沿炉管的径向运动，使第一炉体和第二炉体处于打开状态，然后降温100～150min；

40、(5)控制氢气供给装置通入炉管内氢气的量，使炉管内的压力为80～120kpa后，打开挡板阀、旋片真空泵、第一控制阀和第二控制阀，将主管路和炉管内的气体抽真空至压力为0.001pa以下，然后打开罗茨真空泵将主管路和炉管内的气体抽真空至压力为-0.5pa以下；

41、(6)关闭第一控制阀、第二控制阀、挡板阀、旋片真空泵和罗茨真空泵；打开惰性气体供给装置使炉管内的压力为80～120kpa后，打开挡板阀、旋片真空泵、第一控制阀和第二控制阀将主管路内的气体抽真空至压力为0.001pa以下，然后打开罗茨真空泵将主管路内的气体抽真空至压力为-0.5pa以下；

42、(7)重复步骤(6)使氢气排净。

43、本发明的吸氢真空热处理装置能够应用于lafesi系材料的吸氢处理。该装置能够使氢气流动的更加平稳均匀，提高吸氢效果；且能够减少高温对炉管弹性密封件的影响，延长使用寿命，提高真空效果。