在真空爐中，石墨電極頭 （用于導(dǎo)電、加熱或支撐的要害部件）的溫度控制直接影響加熱功率、工藝安穩(wěn)性及電極壽數(shù)。其溫度規(guī)劃需根據(jù)詳細(xì)運(yùn)用（如燒結(jié)、CVD、石墨化等）精確調(diào)控，以下是控制關(guān)鍵：
一、石墨電極頭的典型溫度規(guī)劃
運(yùn)用場景
溫度規(guī)劃
控制方針
低溫處理
室溫~800℃
避免氧化，確保導(dǎo)電安穩(wěn)性
高溫?zé)Y(jié)
800~1800℃
均勻加熱，避免熱應(yīng)力開裂
CVD堆積
1000~2200℃
精確控溫（±5℃），確保膜層質(zhì)量
石墨化處理
2000~3000℃
極限高溫下的抗氧化與結(jié)構(gòu)完整性
二、溫度控制的核心方法
1.加熱方法與功率調(diào)度
電阻加熱：
經(jīng)過調(diào)整輸入電流/電壓控制溫度（需考慮石墨電阻率隨溫度變化）。
公式：功率 P=I2R ，其間石墨電阻R隨溫度升高而下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
感應(yīng)加熱：
高頻感應(yīng)線圈非接觸加熱，升溫快但需精確控制頻率以避免部分過熱。
2.溫度監(jiān)測技能
熱電偶：
選用C型（鎢錸5/26） 或 B型（鉑銠30/6） 熱電偶，最高耐溫2300℃。
設(shè)備方位：電極頭外表或近端（避免直接觸摸電流途徑）。
紅外測溫：適用于高溫或旋轉(zhuǎn)電極，需校準(zhǔn)石墨發(fā)射率（一般0.7~0.9）。
3.控溫戰(zhàn)略
PID閉環(huán)控制：根據(jù)熱電偶反響動態(tài)調(diào)度功率，削減超調(diào)（參數(shù)需針對石墨熱慣性優(yōu)化）。
多段程序升溫：分階段設(shè)定升降溫速率（如：低溫段5℃/min，高溫段2℃/min）。
三、要害注意事項(xiàng)
1.避免氧化與蒸發(fā)
真空度要求：溫度＞500℃時，通入Ar/H2保護(hù)氣。
涂層保護(hù)：電極頭外表涂覆 SiC 、TaC 或 熱解碳 ，延伸高溫壽數(shù)。
2.避免熱應(yīng)力損壞
均勻加熱：多電極對稱布局，避免單側(cè)過熱（如三相溝通供電平衡）。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：極頭與聯(lián)接件選用 錐形螺紋 或 彈性夾持 ，補(bǔ)償熱膨脹差異。
3.電流密度束縛
安全規(guī)劃：石墨電極的電流密度一般≤20A/cm2（高溫下需降至10A/cm2以下）。
接觸電阻辦理：電極與銅纜聯(lián)接處運(yùn)用 石墨銅復(fù)合墊片 ，削減接觸發(fā)熱。
四、常見問題與解決方案
問題
原因
解決方案
電極頭開裂
熱應(yīng)力或機(jī)械振動
優(yōu)化升降溫曲線，加強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)
溫度動搖大
PID參數(shù)未調(diào)優(yōu)或熱電偶毛病
重新校準(zhǔn)熱電偶，調(diào)整PID積分時刻
外表氧化掉落
真空泄露或保護(hù)氣不足
檢查密封性，添加涂層或氣體流量
電流過載發(fā)熱
接觸不良或電流密度過高
清潔接觸面，下降作業(yè)電流
五、運(yùn)用事例
碳化硅燒結(jié)爐：石墨電極頭需在2100℃±10℃下安穩(wěn)作業(yè)，選用 C型熱電偶+紅外雙反響 ，協(xié)作Ar保護(hù)氣。
金剛石薄膜CVD：電極頭溫度控制在900~1200℃，經(jīng)過 脈沖電流調(diào)度 避免甲烷裂解不均。
六、總結(jié)
石墨電極頭的溫度控制需概括：
加熱方法 （電阻/感應(yīng)）與 功率精準(zhǔn)調(diào)度；
多傳感器監(jiān)測 （熱電偶+紅外）與 閉環(huán)控制；
抗氧化方法 （真空/涂層）與 熱膨脹補(bǔ)償；
電流密度辦理 避免部分過熱。
經(jīng)過上述方法，可確保電極頭在極端高溫下安穩(wěn)作業(yè)，延伸運(yùn)用壽數(shù)并提高工藝一致性。
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