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真空钎焊

真空焊接和钎焊将不同材质连接在一起

电子元件的真空焊接和钎焊是一种典型的热处理应用，例如卫星和航空器的电子元件必须耐受极端环境如真空、极高温度。制造此类可靠的电子元件需要将不同材质焊接在一起。

真空焊接和钎焊将不同材质连接在一起，将金属与金属、绝缘体与金属进行焊接。钎剂必须耐高温，适用于真空环境，不允许气化。使用钎剂的主要目的是去除残留氧化物，减少表面张力，改善焊件的润湿性。然而，暴露在真空或高温环境下，这会对电子元件的钎剂产生不利影响。含有酸和盐的钎剂材料在高蒸汽压下容易气化。

耐受极端环境的元件生产，需要具有特殊功能的炉子，它能保证热处理过程处于完全密封的真空环境下进行。根据处理样品材料和焊料的需求，炉子温度需要调整到1200 °C左右，这要求炉子有良好的温度均匀性和稳定性。数据记录也是一个重要因素。例如，异种材料的焊接过程中，在填料转变成液态之前，必须有一个准确温度。因此，炉子需要具有可控性和重复性的数据记录系统。

工艺步骤适配的炉型

卡博莱特·盖罗HBO罩式炉是一种钼或钨金属炉，适用于高压或超高压环境的真空设备，能够满足真空下钎焊和焊接的所有要求。为了满足用户的真空需求，HBO能够将泄漏率降低至10-3 mbar l/s以下，并配有高真空泵系统。真空环境下热传导仅可能通过热辐射（普朗克辐射定律）来实现良好的温度均匀性，即加热区域的温度梯度为± 3 °C。

HBO加热区由可控硅控制，保证了较高的温度稳定性。微分时间小于± 1 °C。设备运行无震动，确保电气连接点表面光亮无氧化，信号传输不失真。

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碳纳米管

碳纳米管热处理

近些年来，碳纳米管已经发展成为纳米技术、材料科学和电子技术的重要研究对象。由于其卓 越的机械稳定性和导电特性，碳纳米管已成为备受关注的纯碳材料之一

碳纳米管是碳原子组合成管状结构，内径小于0.9 nm。它因为高角度发射电流可以应用于场致发射阴极上，也可以用作复合物或纳米轴承中的填料。

碳纳米管的热处理过程中，温度高达2000°C可以消除结构缺陷，比如金属杂质和空位。热处理还可以把单层碳纳米管（SWNT）转化为双层碳纳米管（DWNT），甚至转化为多层碳纳米管（MWNT）。

DWNTs和MWNTs比SWNT都要更加稳定，这种物理结构上的转化需要在氩气气氛下、2000°C-2800°C温度范围内进行。

工艺步骤适配的炉型

LHTG石墨炉可以最 高加热到3000°C，它是做碳纳米管的最 佳热处理炉。

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热重分析

烧失量（LOI）

烧失量（LOD）是指在高温加热过程中物质燃烧或挥发导致样品重量改变的过程。

在加热过程中，需要对样品的重量变化进行监测，例如对沉积物、污泥、土壤以及固废等样品中有机物含量进行测定，同样也可以对水泥、石灰、熟矾土以及耐火材料等样品中无机物质含量进行测定。

工艺步骤适配的炉型

 Carbolite Gero用于烧失量测试的马弗炉中，AAF-BAL带天平的灰化炉带有天平可用于铁矿石样品的质量损失测量。

灰化炉 AAF-BAL

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金属注射成型 (MIM）

MIM（金属注塑成型）是一种近净成形技术，适合大批量生产复杂形状制品。MIM技术适合材料主要有硬质合金、不锈钢、可烧结的氧化物陶瓷粉末。它来源于成熟的塑料注射成型技术，适用于精细金属和陶瓷粉末。

MIM技术先将金属粉末与粘结剂进行混合，生成喂料后注入成形腔，获得成形坯（生料），它可用于高重复性复杂形状部件的生产。成形坯中粘结剂可通过添加催化剂、溶剂和水等化学方法去除，也可以通过热处理方式去除。成形坯经排胶处理后烧结致密化得到最 终产品。根据粉末材质不同，烧结过程可以通氧化性、惰性或者还原性气氛。由于烧结部件的粉末量、材质和终密度不同，在烧结过程中可能会出现15-22%的收缩。在排胶和烧结过程中，必须要精确控制温度和气氛，避免部件变形以及裂缝和气泡的产生。

工艺步骤适配的炉型

Carbolite Gero可以为MIM的排胶和烧结过程提供解决方案。GLO退火炉可以进行热烧结处理。EBO排胶炉专门为严苛的催化排胶工艺而设计的。排胶过程中产生的气体会在尾气燃烧装置中燃烧分解。相较冷凝设备而言，尾气燃烧装置可以避免产生异味，省略了深度清洁步骤。

HTK、HBO、 HTBL都可以在低压 、真空和分压情况下对样品进行烧结。此外，Carbolite Gero提供了定制解决方案，如PDS分压烧结炉。烧结和排胶工艺均可以在PDS炉中完成，排胶过程可在分压下进行。

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晶体生长

布里奇曼晶体生长

布里奇曼方法是用预合成材料缓慢地下降，通过一个具有温度梯度的区间。被熔化的材料通过一个较低的温度梯度区间，形成单晶。

优势在于加热区短，根据布里奇曼方法，可获得较理想的温度梯度。温度向管式炉底部递减。拉伸结构向着低温区的位移速度可调。样品热电偶紧靠着样品，能精确了解样品的温度。样品和控温热电偶安装在升降装置底部。装载和卸载时，机构可快速反应。或者根据用户指定的晶体生长速度移动。

样品热电偶和控温热电偶在陶瓷工作管附近。工作管两端是水冷法兰。工作管上面的法兰是固定的，底部的螺纹管，连接着工作管和升降装置。当样品向下移动时，螺纹管开始延伸。即使在真空下，样品也可以向下移动。

工作管顶部是连接着真空泵。真空阀门可手动开关。真空度由压电陶瓷真空计控制。惰性气体流量由转子流速计手动控制。为了在工艺开始前降低氧含量，需要进行反复多次的预抽真空和惰性气体冲刷。

工艺步骤适配的炉型

升降装置用于布里奇曼晶体生长，同时可结合不同的单区或多区控温管式炉。BV-HTRV管式炉装有用于布里奇曼方法的特殊设计的结构。标准型号，如HTRV 70-250或HTRV 100-250的工作管装有一个升降装置上，需要注意的是，所有的管式炉都可以装这个装置。最常见的有两种炉型，HTRV 70-250和HTRV 100-250。

该系统可以连接计算机，可记录运行时的所有数据。如，样品位置、热电偶温度。装载和卸载样品时，夹具必须打开。机构可现实快速移动，样品方便拿取。