مقدمة عن لوحة التسخين المختبرية الفراغية

في العمل اليومي لمختبرات المواد، غالباً ما نواجه معضلة صعبة: الحاجة إلى إجراء المعالجة الحرارية أو الطلاء على عينات رقيقة للغاية (مثل البلورات ورقائق أشباه الموصلات وركائز خلايا الوقود) في بيئة ذات درجة حرارة عالية (300 درجة مئوية - 500 درجة مئوية)، ولكن طرق التثبيت الميكانيكية التقليدية يمكن أن تسبب بسهولة تلفًا ناتجًا عن الإجهاد.

ولمعالجة هذا التحدي التجريبي، قام فريقنا بتصميم جهاز التفريغ HP-500V بشكل خاصصفيحة تسخين مختبريةاليوم، نود أن نناقش، من منظور تقني، كيف يحقق هذا الجهاز توازناً بين الامتزاز في الفراغ العالي والتسخين المنتظم بدرجة حرارة عالية.

أولاً: المادة الأساسية: لماذا نصرّ على استخدام النحاس المصبوب؟

كثيرموقد مختبريتستخدم معظم الأجهزة المتوفرة في السوق سبائك الألومنيوم أو السيراميك، ولكن بالنسبة لجهاز HP-500V، فقد حددنا درجة الحرارة القصوى عند 500 درجة مئوية. في هذا النطاق الحراري، يكون الألومنيوم العادي عرضة للزحف، بينما السيراميك، على الرغم من مقاومته لدرجات الحرارة العالية، إلا أنه أقل كفاءة من حيث التوزيع الحراري.

اخترنا النحاس المصبوب كمادة أساسية للوحة التسخين.

• مقاومة التشوه: يحافظ النحاس المصبوب على قوة ميكانيكية ممتازة عند 500 درجة مئوية، وبالإضافة إلى تصميم هيكل تبديد الحرارة ذي الطبقة المزدوجة، فإنه يضمن عدم انحناء السطح أثناء التشغيل طويل الأمد في درجات الحرارة العالية.

• التوزيع الحراري المتجانس: تسمح الموصلية الحرارية العالية للنحاس بنقل الحرارة بسرعة من عنصر التسخين إلى كامل السطح. بالنسبة لتجارب التحليل الكيميائي والقياسات الفيزيائية، يعني هذا أن فرق درجة الحرارة بين نقطة المركز ونقطة الحافة يُقلل بشكل طبيعي بفضل الخصائص الفيزيائية.

ثانياً: الامتزاز الفراغي:

أبرز ميزات جهاز HP-500Vصفيحة تسخين مختبرية وهي المسام الدقيقة للامتصاص المرتبة داخل منطقة التسخين الفعالة 350 مم × 240 مم.

مبدأ العمل:صفيحة تسخين مختبرية يتطلب الأمر مضخة تفريغ خارجية (سرعة الضخ الموصى بها ≥70 لتر/دقيقة). من خلال حجرة الضغط السلبي في الأسفل، تتولد قوة امتصاص قوية على سطح لوحة التسخين.

سيناريوهات التطبيق: يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية، خاصةً في رش التحلل الحراري وطلاء ركائز خلايا الوقود. فهو يمتص عينة الغشاء الرقيق بإحكام على السطح، مما يحل مشكلة تثبيت العينة، ولأن العينة تكون على اتصال وثيق بلوحة النحاس، فإنه يحسن بشكل كبير من كفاءة نقل الحرارة ويزيل أخطاء درجة الحرارة الناتجة عن الفجوات الهوائية.

ثالثًا: مكونات مادية قوية، وبرمجيات متطورة. هذا الجهاز ليس مجرد صفيحة تسخين، بل هو نظام دقيق للتحكم في درجة الحرارة.

نظام التحكم بدرجة الحرارة بتقنية الذكاء الاصطناعي PID: نستخدم خوارزمية PID للذكاء الاصطناعي، مما يضمن دقة وثبات التحكم بدرجة الحرارة عند ±1 درجة مئوية. أثناء عملية التسخين، يقوم النظام تلقائيًا بكبح أي تجاوز في درجة الحرارة؛ وفي مرحلة ثبات درجة الحرارة، يستجيب بسرعة للتقلبات الطفيفة في درجة الحرارة المحيطة.

تكوين الطاقة: يضمن التصميم عالي الطاقة بقدرة 3500 واط معدل تسخين سريع، مما يقلل من وقت الانتظار التجريبي.

رابعاً: اقتراحات التركيب والاستخدام من منظور المهندس.

بصفتنا فنيين من الشركة المصنعة، ولمساعدتك على استخدام هذا الجهاز بفعالية، لدينا بعض الاقتراحات بناءً على خبرتنا في تصحيح الأخطاء:

فيما يتعلق بتدفق الهواء المحيط (مهم جداً):

على الرغم من أن الجهاز يتمتع بقدرة عالية، يُرجى تجنب وضعه تمامًا بالقرب من فتحات مكيف الهواء، أو في تيار هواء مباشر من مروحة، أو في شفاط تهوية ذي تدفق هواء قوي. تُظهر البيانات التجريبية أن تدفق الهواء الحملي القوي يُخلّ بشكل كبير بتجانس مجال درجة الحرارة على سطح لوحة التسخين، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة الحافة بسبب تأثير تبريد الهواء.

بيئة إمداد الطاقة:

الصفيحة تسخين مختبرية يبلغ التيار الاسمي للجهاز حوالي 16 أمبير (بناءً على 220 فولت/3500 واط)، ولكن سيحدث ارتفاع مفاجئ في التيار عند بدء التشغيل. تنص متطلبات التركيب بوضوح على ضرورة استخدام مصدر طاقة أحادي الطور بتيار متردد 220 فولت، 50 هرتز، 25 أمبير، ويجب تأريضه بشكل صحيح. يرجى التأكد من فحص الدائرة الكهربائية في مختبرك وعدم استخدام وصلات كهربائية رديئة.

ممارسة التسخين المسبق:

على الرغم من أنها مصنوعة من النحاس المصبوب، يُنصح قبل إجراء التجارب عالية الدقة، بالحفاظ على درجة الحرارة المضبوطة لمدة 10-15 دقيقة بعد الوصول إليها. يسمح ذلك للحرارة بالوصول إلى حالة التوازن الحراري الكامل في جميع أنحاء صفيحة النحاس. وضع العينة في هذه المرحلة يضمن أفضل تكرار للبيانات التجريبية.

فيشنيانغ كجينغ، قبل HP-500Vصفيحة تسخين مختبرية بعد مغادرة المصنع، نجري اختبارات عزل صارمة، واختبارات تأريض، واختبارات إحكام الفراغ.

تجسد صفيحة التسخين النحاسية البسيطة ظاهريًا فهمنا لتكنولوجيا معالجة المواد. سواء كنت تقوم بتجفيف البيروفسكايت أو المعالجة الحرارية للمعادن، فإننا نأمل أن يكون جهاز HP-500V مفيدًا لكصفيحة تسخين مختبرية سيصبح شريكك الأكثر قوة واستقراراً وكفاءة على طاولة المختبر.