真空石墨炉
真空石墨炉是一种在真空环境下利用石墨作为加热元件的高温电炉，广泛应用于材料科学、冶金、半导体、航空航天等领域。
主要结构
1.炉体：通常为不锈钢制成，具有良好的真空密封性能。
2.真空系统：包括机械泵、罗茨泵、扩散泵或分子泵等，用于抽除炉内气体，达到所需真空度（通常可达10-2～10-4Pa）。
3.加热系统：以高纯石墨为加热元件（如石墨棒、石墨管或石墨毡），通过电阻加热产生高温（可达3000°C）。
4.隔热层：多采用石墨毡或多层金属反射屏，减少热损失并保护炉壳。
5.温度控制系统：通过热电偶（常用钨铼热电偶）或红外测温仪监测温度，并由PLC或计算机精确控温。
6.冷却系统：水冷夹套或强制风冷，用于保护炉体和快速降温。
工作原理
在抽真空后，通电使石墨加热元件发热，热量通过辐射传递给工件。由于处于真空环境，可有效避免氧化、脱碳等反应，适用于对氧敏感材料的处理。
注意事项
1.避免氧气进入：高温下石墨易氧化，必须确保真空或惰性气氛。
2.控制升温速率：防止工件开裂或炉内热应力过大。
3.定期维护石墨件：石墨易脆化、损耗，需定期检查更换。
4.防止金属挥发污染：某些低熔点金属（如Zn、Mg）在高温下易挥发，污染炉膛。
优点局限性
一、优点
1.可实现极高温度（＞2500°C）；
2.真空环境防止材料氧化、污染；
3.温度均匀性好，控温精度高；
4.适用于高纯度、高性能材料制备。
二、局限性
1.设备成本高，维护复杂；
2.石墨在高温下可能与某些金属（如Al、Ti）发生反应；
3.真空系统对密封性和操作要求高；
4.升降温速率相对较慢。
主要应用领域
1.粉末冶金：如硬质合金（WC-Co）、金属陶瓷的烧结。
2.单晶/多晶生长：如蓝宝石、碳化硅（SiC）晶体生长。
3.高温退火与热处理：钛合金、镍基高温合金等在无氧条件下的退火。
4.碳材料处理：石墨化、碳纤维热处理等。
5.半导体材料提纯与制备：如高纯硅、砷化镓等。