کورههای آزمایشگاهی جزو تجهیزات آزمایشگاهی در آزمایشگاههای تحقیقاتی و صنعتی هستند و برای انجام فرآیندهای حرارتی دقیق طراحی شدهاند. این کورهها بسته به نوع گرمایش، ساختار فیزیکی، نحوه کنترل دما و امکانات جانبی، کاربردهای متنوعی دارند. انتخاب نوع مناسب کوره برای هر پروژه علمی یا صنعتی، نه تنها عملکرد دستگاه، بلکه دقت نتایج آزمایشها را نیز تعیین میکند. در ادامه، به بررسی انواع کورههای آزمایشگاهی، کاربردها و نکات مهم در استفاده و خرید آنها میپردازیم.
.webp)
کوره مافل یکی از رایجترین و پراستفادهترین انواع کوره آزمایشگاهی است. طراحی این کوره به گونهای است که المنتهای گرمایی خارج از محفظه قرار دارند و حرارت به صورت غیرمستقیم به نمونه منتقل میشود. این ویژگی باعث میشود دمای داخل کوره کاملاً یکنواخت باشد و نمونهها بدون تماس مستقیم با منبع حرارت قرار بگیرند.
کوره مافل برای پروژههایی که نیاز به حرارت یکنواخت و بدون تماس مستقیم با منبع گرما دارند، بهترین گزینه است.
کورههای لولهای با ساختار استوانهای طراحی شده و اغلب در آزمایشهای تحقیقاتی و صنعتی که نیاز به محیط واکنشی کنترلشده دارند، کاربرد دارند. این نوع کورهها امکان تزریق گازهای خاص مانند آرگون، نیتروژن یا هیدروژن را فراهم میکنند و کنترل دقیق رَمپ دمایی و پروفایل چندمرحلهای دما را ممکن میسازند.
کوره لولهای برای پژوهشهای علمی و پروژههای نیمههادی و مواد پیشرفته کاربرد دارد.
کوره خلأ مخصوص فرآیندهایی است که حضور اکسیژن میتواند باعث واکنشهای ناخواسته شود. این کورهها با استفاده از پمپهای خلأ یا گازهای بیاثر، محیطی بدون اکسیژن یا با فشار کنترلشده فراهم میکنند.
استفاده از کوره خلأ برای آزمایشهای حساس و مواد واکنشپذیر ضروری است.
این کورهها برای ذوب مستقیم فلزات، آلیاژها و شیشهها طراحی شدهاند. حرارت به صورت مستقیم به ماده منتقل میشود و ظرفیت آنها میتواند از نمونههای کوچک آزمایشگاهی تا حجمهای بزرگ متغیر باشد.
این نوع کوره برای پروژههایی که نیاز به حرارت مستقیم و ظرفیت بالای ذوب دارند، مناسب است.
در تحقیقات پیشرفته و تولید مواد مقاوم، نیاز به دماهای بسیار بالا وجود دارد. این کورهها با المنتهای MoSi₂ یا SiC قادر به تحمل دمای بالای ۱۷۰۰ تا ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد هستند.
این کورهها گزینهای ایدهآل برای تحقیقات در حوزههای پیشرفته مواد و سرامیک هستند.
برخی کورهها دارای کنترلر دیجیتال پیشرفته هستند که امکان تعریف پروفایلهای حرارتی چندمرحلهای را فراهم میکنند. این ویژگی برای آزمایشهایی که نیاز به تغییرات دقیق دما و زمان دارند، حیاتی است.
کورههای آزمایشگاهی بیش از آنکه وسیلهای برای گرم کردن باشند، نقش کلیدی در فرآیندهای تحقیقاتی و صنعتی دارند. برخی کاربردهای اصلی شامل موارد زیر است:
1. خاکسترگیری و تجزیه مواد آلی:حذف ترکیبات آلی و باقی گذاشتن بخش معدنی برای تحلیل دقیق.
2. عملیات حرارتی فلزات و آلیاژها: آنیل، تمپرینگ، نرمالسازی و زینترینگ برای تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی.
3. خشککردن نمونهها در محیط بدون رطوبت: حذف رطوبت بدون تغییر شیمیایی ناخواسته نمونهها.
4. پخت و تثبیت مواد سرامیکی و معدنی: تثبیت ساختار و افزایش استحکام ترکیبات سرامیکی.
5. آزمایش واکنشهای گرمازا و گرماگیر: بررسی جذب یا آزاد شدن گرما در واکنشهای شیمیایی.
6. بررسی مقاومت حرارتی و پایداری ساختاری مواد: شبیهسازی شرایط سخت حرارتی برای سنجش پایداری فیزیکی و شیمیایی مواد.
7. صنایع شیشه، سرامیک و متالورژی پودر: حرارتدهی دقیق و یکنواخت برای تولید مواد با کیفیت بالا.
8. تغییر ساختار یا ایجاد پوشش سطحی: فرآیندهای پوششدهی و واکنشهای سطحی تحت دمای بالا.
.webp)
کار با کوره آزمایشگاهی نیازمند رعایت دقیق اصول فنی و ایمنی است تا هم طول عمر دستگاه افزایش یابد و هم نتایج آزمایشها دقیق باشند.
اولین مرحله آمادهسازی اولیه کوره است. در این مرحله باید دستگاه روی سطحی صاف و پایدار قرار گیرد و از فاصله مناسب با مواد قابل اشتعال اطمینان حاصل شود. سلامت المنتها، کابلها و ترموکوپلها بررسی میشود و در صورت استفاده از مدلهای خلأ یا لولهای، اتصالات گاز و پمپها باید کنترل شوند تا از بروز هرگونه مشکل جلوگیری شود.
پس از آمادهسازی، کنترلر کوره راهاندازی شده و دمای مورد نظر به همراه زمان نگهداری تنظیم میشود. در این مرحله همچنین میتوان پروفایل چندمرحلهای دما را تعریف کرد تا فرآیند حرارتی با افزایش، نگهداشت و کاهش دما به صورت دقیق انجام شود.
پیشگرمایش مرحله بسیار مهمی است که از وارد شدن شوک حرارتی به کوره و نمونه جلوگیری میکند. برای این کار، کوره ابتدا بدون نمونه تا دمای حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد گرم میشود. سپس نمونهها با استفاده از بوتهها یا ظروف مقاوم به حرارت داخل کوره قرار میگیرند.
دمای داخلی کوره با ترموکوپل پایش میشود و تا حد امکان درب کوره باز نمیشود، زیرا هر تغییر ناگهانی در دما یا ورود اکسیژن میتواند نتیجه آزمایش را تحت تأثیر قرار دهد. در مدلهای خلأ و لولهای، جریان گاز و فشار نیز به طور مداوم کنترل میشوند تا شرایط آزمایش کاملاً پایدار باقی بماند.
پس از پایان فرآیند، خنکسازی نمونهها به آرامی و به صورت طبیعی انجام میشود و تا زمانی که دما به زیر ۱۰۰ درجه سانتیگراد نرسد، درب کوره باز نمیشود. نمونهها سپس در ظروف نسوز قرار داده میشوند تا حرارت باقیمانده به صورت ایمن منتقل شود.
در تمام مراحل کار، رعایت نکات ایمنی حیاتی است. استفاده از دستکش نسوز، عینک و پیشبند حرارتی الزامی است و باید از قرار دادن مواد قابل اشتعال و اشیاء فلزی در اطراف کوره خودداری شود. نگهداری دورهای کوره نیز اهمیت زیادی دارد؛ دیوارههای داخلی به طور منظم تمیز شده و وضعیت المنتها و سنسورها بررسی میشود تا در صورت نیاز تعمیرات یا کالیبراسیون انجام شود.
انتخاب کوره مناسب تنها به بیشینه دما محدود نمیشود. مواردی که باید در نظر گرفته شوند:
انتخاب درست این تجهیزات تضمینکننده دقت، کیفیت و طول عمر دستگاه است.
.webp)
کورههای آزمایشگاهی ابزارهایی حیاتی برای پژوهش و تولید صنعتی هستند. تنوع در نوع، ساختار و امکانات این دستگاهها، امکان انتخاب دقیق بر اساس نیاز هر پروژه را فراهم میکند. با استفاده از راهنماییها و مشاوره تخصصی آرکاراد تجارت (ARTECO)، میتوانید بهترین کوره آزمایشگاهی را انتخاب و خریداری کنید تا عملکرد دقیق و طول عمر طولانی دستگاه تضمین شود.
