vortrag hightemp furnaces
Post on 17-Feb-2016
229 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
German-Japanese Joint Symposium, Freiberg, 20. - 21. July 2015
Volker Uhlig, Hendrik Richter and Uwe Lohse:
High temperature furnaces made from graphite materials
Dr. Volker Uhlig
TU Bergakademie Freiberg
Institute of Thermal Engineering
Gustav-Zeuner-Straße 7
D-09599 Freiberg
Dr. Uwe Lohse, Dr. Hendrik Richter
XERION Ofentechnik GmbH Freiberg
Halsbrücker Straße 34
D-09599 Freiberg
2 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
2
Outline
1. Vacuum in graphite furnaces
2. Design of resistance heaters
3. Furnaces for special applications
3 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
3
1. Vacuum in graphite furnaces
4 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
4
Temperatures: up to 2000 °C
Atmosphere: N2, Ar, H2
Pressure: 10-3 mbar to1000 mbar
Vacuum: Analysis of residual gas by
quadrupole mass spectrometer
Graphite furnaces for vacuum and protective gases -
analysis of (residual) gas
5 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
5
Vacuum furnaces - analysis of residual gas
Results
6 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
6
Analysis of residual gas - applications
• Degassing behavior of (new) materials
• Testing of furnaces (air leakage, water leakage)
• Testing of gas supply systems
• Process quality
• Materials research
7 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
7
Analysis of residual gas - applications
Degassing behavior of materials
8 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
8
Comparison of results in residual gas analysis
Partial pressure from 1 to 100 amu
Comparison of the spectra:
- Identical temperature time cycle
- Difference between two measurements of partial pressure
- Scaling to valur of reference cylce
pi - Partial pressure of molecular mass i
x - Sample
0 - Empty furnace
Condition: Comparable pressure ranges!
)0(p
)0(p)x(pp
i
iii,rel
9 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
9
Degassing of insulation material -
Hydrocarbon fragments C1…C3
10 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
10
Degassing of insulation material
Cyclic hydrocarbons
11 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
11
2. Design of resistance heaters
12 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
12
Design of resistance heaters
Basics: Surface load: < 20 W/cm²
Current density: < 5 A/mm²
13 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
13
Design of resistance heaters
3-phase short circuit ring Meander heater
Design similar, wiring scheme different equal quality of solution ?
XERION ADVANCED HEATING
14 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
14
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0 100 200 300 400
Voltage / V
Height of heater / mm
3 phase heater with short circuit ring
XERION ADVANCED HEATING
15 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
15
Meander heater - power concentration in u-bends
Text
Version 1 Version 2
Version 4 Version 3
Equal thickness
Equal colour = equal power density
XERION ADVANCED HEATING
16 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
16
Wiring scheme delta current
1,7 I
1 I
0,5 I
XERION ADVANCED HEATING
17 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
17
3. Furnaces for special applications
XERION ADVANCED HEATING
18 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
18
6 phase heater with short circuit ring
XERION ADVANCED HEATING
19 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
19
Graphite furnace for
chemical vapour deposition processes XERION ADVANCED HEATING
20 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
20
Multi-zone furnace with
carbon fiber reinforced carbon heaters
XERION ADVANCED HEATING
21 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
21
Hot pressing furnace
Furnace integrated in a press frame
6 phase heating
XERION ADVANCED HEATING
22 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
22
Graphite furnaces for high vacuum applications
Radiation shields: Carbon fiber reinforced carbon
XERION ADVANCED HEATING
23 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
23
Split furnace for material testing
XERION ADVANCED HEATING
24 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
24
Split furnace for material testing
XERION ADVANCED HEATING
25 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
25
Split furnace for material testing XERION ADVANCED HEATING
26 TU Bergakademie Freiberg I Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik | Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische Anlagen I Gustav-Zeuner-Str. 7
09596 Freiberg I Telefonnummer: 03731 / 39-2177 I www.tu-freiberg.de I Dr.-Ing. Volker Uhlig I German-Japanese Symposium
26
Thank you for your attention ! XERION ADVANCED HEATING
top related