管式炉可以一直抽真空吗

近期，博纳热技术经理收到某理工大学材料研究系同学这样一个问题：“管式炉可以一直抽真空吗？”

这个问题的核心答案是：不可以，真空管式炉不能在其最高工作温度下一直保持抽真空状态。

真空管式炉设备

下面详细解释为什么，以及正确的操作方法。

为什么不能一直抽真空?

1、加热元件的保护

管式炉的核心加热元件(通常是硅碳棒或硅钼棒)需要在真空或特定气氛下工作，但它们本身在高温下会升华(固体直接变成气体)。

如果在高温下持续抽真空，会不断将升华出来的物质抽走，导致加热元件快速损耗、变细，最终烧毁。同时，这些升华物会污染炉管和您的样品。

正确的做法是，当温度升到设定值后，关闭真空泵，保持一个静态的真空环境。这样加热元件的升华会达到一个平衡，大大减缓损耗速度。

2、真空泵的保护

高温下，炉管内的材料(如炉管本身、样品、坩埚等)可能会释放出气体或挥发性物质。

如果持续抽真空，这些高温、可能具有腐蚀性的气体会直接进入真空泵油中，导致：

a、泵油污染、变质、乳化，使其润滑和密封性能急剧下降。

b、腐蚀真空泵的内部零件。

c、大大缩短真空泵的使用寿命，增加维护成本和故障风险。

持续运行真空泵是完全没有必要的，只会增加电耗和设备磨损。维持一个静态的高真空环境，其效果与持续抽真空几乎相同，但成本要低得多。

双温区真空管式炉

正确的操作流程

一个标准的管式炉抽真空-加热流程应该是这样的：

装样密封：将样品放入炉管，正确安装法兰，确保所有密封圈完好并拧紧螺栓。

1、初始抽真空：

打开真空泵，对常温状态下的炉管进行抽真空，直到达到所需的真空度(例如，10^-2 Pa 或更高)。

这个过程可以排除炉内大部分空气和水分。

洗气（可选但推荐）：

为了获得更纯净的气氛，可以向炉管内充入惰性气体(如氩气或氮气)至略高于大气压，然后再抽真空。如此重复2-3次，可以最大限度地置换掉残留的活性气体(如氧气)。

2、充气与升温：

情景1：在惰性/还原气氛下加热

洗气后，向炉管内充入所需的工作气体至一个合适的正压(例如，常压或略高于常压)。

然后关闭真空管路阀门，停止抽真空。

最后，开始升温进行实验。在整个升温、保温和降温过程中，保持气流稳定或保持炉管密闭即可，无需再次抽真空。

情景2：在静态高真空下加热

完成初始抽真空(和洗气)后，关闭连接真空泵的阀门，然后关闭真空泵。

此时炉管内部是一个静态的高真空环境。

开始升温进行实验。在整个热处理过程中，炉管都保持这个静态真空状态。

3、降温与取样：

实验结束后，让炉子自然冷却或程序控制冷却。

当温度降至安全范围(通常是室温或低于60°C，具体参考设备手册)后，如果炉内是真空，需要先缓缓向炉内充入气体(通常是大气的空气或惰性气体)至常压，然后才能打开炉管取样。严禁在高温或真空状态下直接打开炉管！

高真空管式炉

总结与要点

可以抽真空，但不能在高温下持续抽。

抽真空的主要目的是排除炉内的空气，为后续通入保护性气体或创造真空环境做准备。

在加热和保温阶段，应关闭真空泵，保持一个静态的真空环境或流动的保护气氛。

严格遵守设备操作规程，保护好昂贵的加热元件和真空泵。

智能控温真空管式炉

简而言之，把抽真空看作是一个“准备步骤”，而不是一个“持续过程”。这样做既能保证实验效果，又能最大限度地延长管式炉的使用寿命。

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