几种加热方式简介.pdf

石墨炉（）

graphiteheater

石墨炉又称电加热石墨炉。是一个石墨电阻加热器，是原子吸收分光

光度计用无焰原子化器的一种。石墨炉的核心部件是一个石墨管，试样用

微量进样孔注入石墨管内，经管两端的电极向石墨管供电，最高温度可达

3000℃，试样在石墨管中原子化。

一、原理：是将样品用进样器定量注入到石墨管中，并以石墨管作为

电阻发热体，通电后迅速升温，使试样达到原子化的目的。它由加热电源、

保护气控制系统和石墨管状炉组成。外电源加于石墨管两端，供给原子化

器能量，电流通过石墨管产生高达3000℃的温度，使置于石墨管中被测元

素变为基态原子蒸气。

二、适用范围

三、优点：

1、坩埚材料来源丰富，价格便宜，易于加工成各种形状，生长设备较

简单，建立起来比较容易，

2、更主要的是它适用于某些生长大尺寸高熔点晶体的生长工艺，如垂

直梯度结晶法，热交换法等。这是感应加热难以取代的。（与感应加热相

比较）

3、结构简单一次投资少、升温速度快，工作温度高，占地面积小维修

方便。

4、由于原子化效率高，石墨炉法的相对灵敏度可达10-9-10-12g/ml，

最适合痕量分析。

四、缺点：

1、石墨的污染：用石墨电阻加热，石墨的污染有两个方面，一个是它

所造成的还原性气氛，使某些氧化物晶体在这种气氛下生长时，由于缺氧

而形成氧缺位产生色心，另一个是它本身的挥发对熔体、坩埚或保护材料

的侵蚀。石墨作为一种杂质进入熔体中，在晶体生长时被捕获而形成散射

颗粒。在梯度法生长工艺中，由于坩埚口用钼片盖住，石墨对熔体的污染

要少，再加上晶体是从坩埚底部潮汕在熔体下面由下而上生长，没有机械

震动和熔体激烈流动的干扰，温度波动对它的影响也较小。可以在相对稳

定的状态下生长，从而获得没有散射颗粒的高质量的晶体。对于生长熔质

分凝系数K1的晶体，可通过调节发热体结构使其具有线性的温度梯度，

并以极其缓慢的降温速率，克服组分过冷的问题。

石墨对坩埚和保温材料的污染，在静态温梯法（垂直梯度凝固法）生

长工艺中更显得突出。

2、生长气氛：

在石墨加热生长晶体的工艺中，发热体本身以及坩埚和保温材料（钨

钼）都很容易氧化，必须在真空中或者在惰性气体的保护下使用。实际上

在高温和一定的电压下，惰性气体会电离。电离活化的气体会与熔体或钨

钼材料起反应而污染熔体，使长出的晶体中产生包裹物，也可以使坩埚或

保温罩和发热体之间打火。轻者将引起温度波动，重则工艺元件被击穿。

3、水汽的影响

H2O和C在高温下也会起反应而侵蚀发热体。所以水汽对石墨加热工艺来

说危害性非常大，它主要来源于发热体，原料或炉壁上吸附的水分，在加热时释

放出来。因此，要充分干燥。

4、与感应炉相比

与感应加热法相比，它是还原性气氛，用于生长某些氧化物晶而会产

生氧缺位而形成色心，某此试剂在还原性气氛中易于挥发，因此不适宜用

此方法。石墨的污染和保护气氛的电离也给这些工世方法带来一些问题。

某些晶体需要在还原性气氛下生长，这就显示出这一工艺方法的长处。

感应炉（）

inductionheater

一、原理

感应加热炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）

的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的

中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密

度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。

这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金

属体里流动要产生热量。

高频的高频大电流流向被绕制成环状或其它形状的加热线圈（通常是用紫铜

管制作）。由此在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束，将金属等被加热物体放置

在线圈内，磁束就会贯通整个被加热物体，在被加热物体的内部与加热电流相反

的方向，便会产生相对应的很大