廣東瑞樂(lè)科技專(zhuān)注于高精度溫測(cè)、溫控設(shè)備的生產(chǎn)和研發(fā)定做,為半導(dǎo)體行業(yè)提供科學(xué)的國(guó)產(chǎn)解決方法,更多有關(guān)TC Wafer?晶圓測(cè)溫系統(tǒng)資訊請(qǐng)關(guān)注瑞樂(lè)官網(wǎng)。
運(yùn)用紅外輻射是大自然中很多生物賴(lài)以生存的本領(lǐng),當(dāng)中響尾蛇可通過(guò)頰窩探測(cè)周?chē)募t外輻射源,進(jìn)而精準(zhǔn)定位捕捉獵物。而紅外輻射技術(shù)的應(yīng)用人類(lèi)科技中的運(yùn)用更為廣泛,工業(yè)生產(chǎn)、航天軍工等領(lǐng)域都必不可少針對(duì)紅外輻射的研究與運(yùn)用?!?a title="快速退火爐" href="http://www.hszbjx.com/" target="_blank" rel="noopener">快速退火爐】
1紅外加熱的起源及物理學(xué)原理
紅外加熱作為上20世紀(jì)60年代發(fā)生的具備革命價(jià)值的高效節(jié)能技術(shù),其起源要追溯1800年,英國(guó)科學(xué)家威廉·赫歇爾在測(cè)量各種顏色光的加熱現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)紅外線。
紅外輻射本質(zhì)是一種電磁波,頻率介于微波與可見(jiàn)光之間,為0.3THz~400THz,相應(yīng)真空中的波長(zhǎng)區(qū)間為0.76~1000μm,因不同行業(yè)對(duì)于波長(zhǎng)的定義有所不同,大體可以分為:近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外。
近紅外—波長(zhǎng)位于0.76~3μm的紅外線。
中紅外—波長(zhǎng)位于3~6μm的紅外線。
遠(yuǎn)紅外—波長(zhǎng)位于6~15μm的紅外線。
極遠(yuǎn)紅外—波長(zhǎng)位于15~1000μm的紅外線。
現(xiàn)代物理學(xué)覺(jué)得,任何高于絕對(duì)零度(-273.15℃)的物體都是會(huì)發(fā)出紅外輻射。紅外光譜一般是由分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷(同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷)而產(chǎn)生的[3]。物質(zhì)吸收紅外輻射,是把外界紅外輻射遷移能量作用到分子層,而這種能量的轉(zhuǎn)移可以通過(guò)偶極距的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
偶極子具有一定固有振動(dòng)頻率,當(dāng)輻射的紅外頻率與偶極子頻率相符合時(shí),分子才與紅外輻射頻率發(fā)生相互作用(振動(dòng)偶合),即分子從原來(lái)的基態(tài)振動(dòng)躍遷到相對(duì)較高的振動(dòng)能級(jí),這類(lèi)能級(jí)的升高導(dǎo)致物體吸收紅外輻射造成可被觀測(cè)的氣溫變化。這便是紅外加熱的最基本物理學(xué)原理。
2紅外加熱技術(shù)發(fā)展
上世紀(jì)70時(shí)代紅外加熱技術(shù)僅局限于0~450℃的中低溫加熱領(lǐng)域,進(jìn)到80時(shí)代美國(guó)和西歐國(guó)家率先突破了500~850℃紅外加熱的技術(shù)難關(guān),而日本則成功研制了高溫紅外聚焦?fàn)t,其能提供900~1400℃加熱范圍。到此紅外加熱技術(shù)的加熱范圍覆蓋了0~1400℃,滿(mǎn)足了全球絕大部分的應(yīng)用場(chǎng)景。
紅外加熱憑借節(jié)能、高效等多項(xiàng)突顯優(yōu)勢(shì),在各種領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,迄今紅外加熱技術(shù)仍被多國(guó)列為先進(jìn)技術(shù)開(kāi)展大力開(kāi)發(fā)。【快速退火爐】
在國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)發(fā)展迄今歷經(jīng)了三個(gè)階段,從我國(guó)70時(shí)代時(shí)的搪瓷、半導(dǎo)體、陶瓷、電阻帶、金屬管、碳化硅等元器件再到80時(shí)代時(shí)的微晶玻璃燈、鍍金石英管、石英管等元器件,最終到如今的遠(yuǎn)紅外定向強(qiáng)輻射器,遠(yuǎn)紅外元器件的電能輻射轉(zhuǎn)換的效率從40~50%直到上升到78%或更多[6]。
3紅外加熱器的具體歸類(lèi)
如今在工業(yè)用紅外加熱領(lǐng)域,主要以短波、中波和長(zhǎng)波紅外來(lái)區(qū)別各種各樣紅外加熱器。應(yīng)用較多的紅外線發(fā)生器主要包括:石英玻璃燈管式和金屬箔式。
01石英玻璃燈管
石英玻璃燈管由鎢絲外套帶有反射層的石英玻璃管組成如圖5所示,為了適應(yīng)不同的加熱對(duì)象,通過(guò)調(diào)節(jié)加熱絲的材料成分和繞制方法,能夠產(chǎn)生不一樣波長(zhǎng)的紅外線輻射。石英玻璃管具有高強(qiáng)度、高熱效、高穿透性、低能耗的顯著特點(diǎn),能夠在1000℃以上持續(xù)穩(wěn)定地工作,并具有較好的耐腐蝕性。
02金屬箔紅外發(fā)生器【快速退火爐】
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金屬箔紅外發(fā)生器,是把帶有特殊涂層的金屬箔加熱絲作為紅外輻射源,通常輻射強(qiáng)度的峰值位于波長(zhǎng)在2μm~4μm的中波紅外線范圍,比較適合高分子及復(fù)合材料等對(duì)于紅外線的吸收特性。
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