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典型的电阻丝内加热型(RT~1500K)DAC高温系统
型号:EM-SE-HP30S-1500。
EMG系列DAC cell高温气氛保护腔室装置是一套采用简易水冷装置、高真空密封、气膜引入的DAC cell环境腔室,常规有01A、01B、02C型三种结构,适用于最高1500K(高温加热环)/1700K(石墨加热),产品接受定制。适宜在不同光路环境以及线站匹配进行光学、XRD和磁学测量。可加配原位气体加压接口。适用于多款DAC。装置主要用于样品的高温高压实验工况。电阻丝加热适用于室温~1500K温度范围(1500K为温控仪控制加热环的自身加热温度;而样品通常封装在两颗金刚石压砧之间,因此样品的实际温度只能通过内部样品标定或者光谱标定,也可再设置一根热电偶贴在其中一边静金刚石压砧的锥面上,以间接近似表征监视样品的温度),700K以上电阻丝加热工况建议增加真空/气氛保护腔体以避免压机主材、压砧材料的高温腐蚀损坏。保护腔体材质为316不锈钢/铝材,漏率优于10-10Pam3/s,可按照光束需要定制双面、四面观察镜窗,安装方式可与位移系统兼容固定。

01A型--水冷和电气接口在底部装配的高温恒温器设计图:



01B型--水冷和电气接口在侧面装配的高温恒温器设计图:



02C型--长方形立式装配高温恒温器设计图:


常用的加热压机及加热环设计图纸(高温压机装配使用可参考文件“电阻丝型内加热型BX90装配说明”):




高温压机常规使用配置单如下表所示。

序号

产品名称

型号/规格描述

1

金刚石对顶砧压机(可根据用户工况需要提供多种DAC可选)

BX90-DAC型号DAC。

高强度In718高温合金;

使用温度室温~1500K(最高,需配合气氛保护及水冷装置),常规~1000K;

美制规格;出厂含一套压机耗材。

2

隔热垫片

定制。

氧化锆,Φ12.7-7.0*0.5mm

3

高温垫块

BX90-S型高温碳化钨垫块。

φ12.8*5.3-φ0.8-60°,凸台设计(也可根据工况定制尺寸)




4

额外的压机耗材

定制。

8-32*1左右旋加压螺丝,各2枚;3-48顶丝基米8枚,高强碟簧100枚,保护基米2枚。

5

智能温控仪(*或可选择恒功率电源)

TCS-D-600型程序控温仪。

用电220V两相HP600W,使用温度室温常规~1600K。

6

热电偶

定制。

特制高温热电偶(测温0~1600K),热电偶外径0.2~1.5mm可选,引线长度100~500mm。

7

加热环

定制。

特制高温加热丝材质,~1500K,电阻~0.9欧姆,外径23mm,高度~6mm。



8

水冷装置

EM-CE型号水冷机。

用电220V两相,水箱1L,制冷范围5~30°C,快插接头。



9

金刚石压砧

EM-AD-S型号低荧光IIa型-标准型金刚石压砧

φ3.5-φ0.3-2.1(单位mm,可根据工况定制尺寸,BA型价格另议)。



10

简易水冷罩

定制;

材质为铝合金或不锈钢或铜。用于700K及以下温度的简易水冷加热。


or



11

真空/气氛保护腔室

HP-ST1250型号恒温器型装配腔室,用于700K及以上温度的高温真空保护腔体。

壳体选用不锈钢;

允许真空/惰性气体气氛保护引入;

两路电引入,内置一路热电偶监控加热环温度,一路加热线控制加热环功率(有预留多余插头可供用户做其他电引入使用或提前沟通定制接头);

内置水冷式,并配两路水引入;

加装一路气膜原位控压1/16英寸管路过渡接头和双卡套1件;

上下石英窗口。

*有多款类型根据工况可定制加工,特殊情况价格另议。

12

真空装置

定制;

建议用户1000K以上高温加配选用分子泵组。用电220V两相

抽速由于60L/s。

13

气膜片

定制;

适配BX90压机单气膜加压使用,Φ47.5-φ20-0.6(单位mm可根据所需DAC选配不同尺寸气膜片)。



14

气管及接头

定制;

316L不锈钢材质,耐压~20Mpa级别,1/16英寸气管10米,1/16英寸连接双卡套2件。

15

电动气体控制器(*如需要气膜原位控压)

PACE5000系列(单模控制模式)

单模块输出最高耐压3000PSI(~21Mpa级别),线性控压,最小控制精度可达0.001bar/min。



*气路引入需用户自行配置或价格另议。

16

手动气体控制器

EHP-FG-0010型手动气膜压力控制器

单模块输出最高耐压~10Mpa级别,手动精细旋钮控压,最小控制精度优于0.1bar/次(数据基于2MPa以上压力控制精度测试)。

*气路引入需用户自行配置或价格另议。

*电阻丝型内加热型BX90压机的装配说明:

标准配置:

BX90(Sk)压机主体:耐高温In718 材质;

加热环:高温加热丝材-EMTWL05N型 ;

WC 垫块:建议使用凸台设计,方便放置加热环;

压机和垫块之间的隔热垫片:ZrO2垫片,不是必须选择;

垫块和加热环之间的隔热垫片:耐高温石棉(1000°C)垫片,建议选择;

温控仪表:TCS-BT600型和TCS-BT200型,详见后续介绍; 

水冷装置:EM-CW-6型,6mm水管快插接进出水口。

安装说明:

第一步:在压机底部线安装隔热材料,ZrO2垫片。


第二步:在绝热材料上安装WC 垫块(实验时要先进行 WC 和 anvil 的装配)。


第三步:piston 和 cylinder 装配好座垫状态。



第四步:在piston一端垫块上表面放置石棉隔热片。



第五步:安装加热器(图中为示意图,加热环有更新成上下氧化锆陶瓷密封形式),安装前一定要在加热器上下做绝缘处理,可以垫石棉片或涂覆水泥胶,另外加热引出线也要套陶瓷管进行绝缘处理(新型加热环可省去此步操作)。


第六步:安装测温热电偶和上石棉隔热片。热电偶通常为K型热电偶,在使用前,将测温探头剥出5mm左右长度(或使用铠装高温热电偶,直接插入加热环侧面圆孔,使探头位置靠近加热丝表面即可),然后通过加热环的侧面圆孔伸入到加热环即可。需要注意的是,由于DAC样品空间非常小,很难直接测量样品的实际温度,后期需要用户自行进行对标测试。


第七步:装配完成状态。

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