在真空爐中，石墨電極頭 （用于導(dǎo)電、加熱或支撐的要害部件）的溫度操控直接影響加熱功率、工藝安穩(wěn)性及電極壽數(shù)。其溫度規(guī)模需依據(jù)具體運(yùn)用（如燒結(jié)、CVD、石墨化等）準(zhǔn)確調(diào)控，以下是操控要點(diǎn)：
一、石墨電極頭的典型溫度規(guī)模
運(yùn)用場景
溫度規(guī)模
操控方針
低溫處理
室溫~800℃
防止氧化，保證導(dǎo)電安穩(wěn)性
高溫?zé)Y(jié)
800~1800℃
均勻加熱，防止熱應(yīng)力開裂
CVD沉積
1000~2200℃
準(zhǔn)確控溫（±5℃），保證膜層質(zhì)量
石墨化處理
2000~3000℃
極限高溫下的抗氧化與結(jié)構(gòu)完整性
二、溫度操控的核心辦法
1.加熱方式與功率調(diào)理
電阻加熱：
    通過調(diào)整輸入電流/電壓操控溫度（需考慮石墨電阻率隨溫度變化）。
    公式：功率 P=I2R ，其中石墨電阻R隨溫度升高而下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
感應(yīng)加熱：
    高頻感應(yīng)線圈非觸摸加熱，升溫快但需準(zhǔn)確操控頻率以防止局部過熱。
2.溫度監(jiān)測技術(shù)
熱電偶：
    選用C型（鎢錸5/26） 或 B型（鉑銠30/6） 熱電偶，最高耐溫2300℃。
    裝置方位：電極頭外表或近端（防止直觸摸摸電流途徑）。
    紅外測溫：適用于高溫或旋轉(zhuǎn)電極，需校準(zhǔn)石墨發(fā)射率（一般0.7~0.9）。
3.控溫戰(zhàn)略
    PID閉環(huán)操控：依據(jù)熱電偶反應(yīng)動態(tài)調(diào)理功率，減少超調(diào)（參數(shù)需針對石墨熱慣性優(yōu)化）。
    多段程序升溫：分階段設(shè)定升降溫速率（如：低溫段5℃/min，高溫段2℃/min）。
三、要害注意事項
1.防止氧化與蒸發(fā)
    真空度要求：溫度＞500℃時，通入Ar/H2維護(hù)氣。
    涂層維護(hù)：電極頭外表涂覆 SiC 、TaC 或 熱解碳 ，延伸高溫壽數(shù)。
2.防止熱應(yīng)力損壞
    均勻加熱：多電極對稱布局，防止單側(cè)過熱（如三相交流供電平衡）。
    結(jié)構(gòu)設(shè)計：極頭與銜接件選用 錐形螺紋 或 彈性夾持 ，補(bǔ)償熱膨脹差異。
3.電流密度約束
    安全規(guī)模：石墨電極的電流密度一般≤20A/cm2（高溫下需降至10A/cm2以下）。
    觸摸電阻辦理：電極與銅纜銜接處運(yùn)用 石墨銅復(fù)合墊片 ，減少觸摸發(fā)熱。
四、常見問題與解決方案
問題
原因
解決方案
電極頭開裂
熱應(yīng)力或機(jī)械振動
優(yōu)化升降溫曲線，加強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)
溫度動搖大
PID參數(shù)未調(diào)優(yōu)或熱電偶故障
重新校準(zhǔn)熱電偶，調(diào)整PID積分時刻
外表氧化脫落
真空走漏或維護(hù)氣不足
檢查密封性，增加涂層或氣體流量
電流過載發(fā)熱
觸摸不良或電流密度過高
清潔觸摸面，下降工作電流
五、運(yùn)用事例
    碳化硅燒結(jié)爐：石墨電極頭需在2100℃±10℃下安穩(wěn)工作，選用 C型熱電偶+紅外雙反應(yīng) ，合作Ar維護(hù)氣。
    金剛石薄膜CVD：電極頭溫度操控在900~1200℃，通過 脈沖電流調(diào)理 防止甲烷裂解不均。
六、總結(jié)
石墨電極頭的溫度操控需歸納：
    加熱方式 （電阻/感應(yīng)）與 功率精準(zhǔn)調(diào)理；
    多傳感器監(jiān)測 （熱電偶+紅外）與 閉環(huán)操控；
    抗氧化措施 （真空/涂層）與 熱膨脹補(bǔ)償；
    電流密度辦理 防止局部過熱。
    通過上述辦法，可保證電極頭在極端高溫下安穩(wěn)工作，延伸運(yùn)用壽數(shù)并提高工藝一致性。