一、前言  

電子陶瓷產品的：性能除瞭決定於配方之外，燒成工藝是最關鍵的，而陶瓷燒成的綜合熱效應大致包括：燒成溫度、保溫時間和窯爐氣氛。工業產品生產和實際研究中需要用到各式各樣的窯爐，如箱式爐、管式爐、立式窯、隧道窯、鐘罩窯、輥道窯等。電子陶瓷、磁性材料以及粉末冶金熱處理等都需要精確有效的溫度控制。但多數測溫手段（如熱電偶、火錐、光度計等）在時間和空間上均受到一定限制，在實際使用中隻能測量產品的環境溫度，而難以測量來自不同方位的傳導熱和輻射熱以及不同保溫時間產品本身的累積熱效應。實際上陶瓷產品生產中的綜合熱效應會直接影響產品的燒成質量。采用測溫環不但可以解決時間和空間的限制，而且能同時測量窯爐的輻射熱和傳導熱以及產品整個燒制過程的綜合熱效應。

二、用測溫環改善窯爐燒成產品質量的案例

1測溫環在電子陶瓷產品生產中的應用

不論是電子陶瓷用粉體還是電容器、電阻器、電感器之類的電子陶瓷元器件，對電性能的要求都較高。在配方和生產工藝相對固定的情況下，燒制品的累積熱效應是直接影響產品電性能的因素，而熱效應主要是燒成溫度、保溫時間和燒成氣氛的綜合體現。不同的燒成溫度、保溫時間和燒成氣氛會燒結出不同性能的產品；同一批產品在相同的保溫時間，但放置在爐子的不同部位也可能燒出不同質量的產品。在實際生產中，難以從生產過程中直接判斷或選別出良品就投入下道工序的生產，這樣生產出來的產品不良率容易處於失控狀態。而現有各類窯爐的測溫點都相對固定，熱電偶的實際探測點的分佈也受到限制，不利於精確掌握產品在燒成中的真實狀態。另外，即使忽略不同材料的熱電偶和新舊不同的熱電偶在測量溫度時產生的溫度誤差，熱電偶也隻能測出燒成溫度中的輻射熱，無法測量出窯具的傳導熱和具體的保溫時間以及實際燒成氣氛的綜合熱效應。這時若在燒制前或燒成中放置幾片測溫環，不僅可測出爐內的實際溫度而提前調整好爐溫，而且還能根據出爐後測溫環的直徑大小、顏色深淺以及形狀的變化等，體現出產品燒成的實際熱效應。測溫環體積小巧、使用方便，不但對不同窯爐燒結的產品可作橫向比較，而且可將測試後的測溫環樣品和數據留存起來對不同時期燒結的產品作縱向比較，這樣對產品質量的追蹤提供瞭真實的歷史依據，對產品質量的嚴格管理更有保障。

2利用測溫環解決窯爐橫向溫差偏大的問題

窯爐橫向溫差偏大，容易導致窯爐同一行出磚產生色差缺陷，這種色差常常呈逐漸過渡狀，一般不易區分開來，窯爐越寬，這種缺陷越明顯。其實對於溫差問題的解決方法是很多的。而難題在於如何準確知道窯爐內不同位置的溫差。試驗證明在拋光磚生產中，應盡量控制窯爐燒成帶橫向溫差≤5℃。常用的測溫設備如測溫熱電偶僅設在窯爐的一側，對其橫向溫差不易檢測和控制，所以很難做到橫向溫度的均一。而通過使用測溫環，因其體積小巧，可準確測量不同位置的窯溫，得到窯爐內溫差的精確值。一方麵彌補瞭熱電偶的不足，另一方麵又測定瞭窯爐內三維空間熱分佈狀況。再通過合理設定各燒咀的風油（氣）比例，正確調節其閥門開度，及時補加耐火石棉等，防止窯墻漏風和不良的散熱，對於解決溫差的問題就容易得多瞭。

3測溫環在箱式電爐中的應用

箱式電爐廣泛用於實驗室和小件產品的生產，因其投資小，使用靈活而成為首選的燒成設備。由於電子陶瓷和現代精細陶瓷對燒成溫度非常敏感，溫度偏差3-5℃即可造成產品性能明顯差異，所以保證箱式爐內溫度的均勻性是十分必要的。實際使用中，因箱式爐發熱元件的設置不同，往往是中間溫度較均勻，四周溫度較不穩定。一般情況下箱式爐都帶有熱電偶進行測溫，但因熱電偶放置空間的局限性，無法測量出爐內各個點的溫度，因此對於爐內溫差分佈情況無法查明。對於燒成品的如何擺放，要進行較多次的試驗才能合理，但爐內放置產品的多少或品種發生變化後，溫差也會發生變化。因此需要一種簡單、方便的手段隨時測量出爐內各個角落的溫度。測溫環體積小，20mm*7mm的小圓環。使用幾片，任意放置在爐內需要測量的地方，燒成出爐後測量其外徑，對比溫度對照表，得出爐內各點的實際溫度，測量偏差隻在3度以內，應該是很好的一種測溫工具。

4測溫環在輥道窯中的應用

陶瓷制品在輥道窯裡燒成，需要在特定的燒成制度下進行，合理的燒成制度是得到良好產品的根本保證。燒成制度包括溫度制度、壓力制度、氣氛制度，其中溫度制度最為關鍵。輥道窯的溫度監測主要是依靠沿窯長裝在窯頂或窯側的熱電偶所反映的溫度數據。輥道窯一般分為預熱帶、燒成帶和冷卻帶，其中燒成帶溫度的檢測主要是確定燒成帶的最高溫度和高溫區間長度即制品在高溫下停留的時間，燒成帶的最高溫度是成瓷的最高溫度點，它直接影響到產品的生燒與過燒，高溫區的長度影響到保溫時間的長短，從而也影響到產品的質量。因此精確控制燒成溫度是保證產品質量的關鍵。有時熱電偶所指示的溫度達到瞭產品燒成的溫點，但因保溫時間的不同，產品也會產生很大的差別，原因在於熱電偶隻測量其探頭所在位置的輻射熱，對於產品因保溫時間長短、窯具產生的傳導熱等綜合熱效應是無法記錄的。測溫環可以記錄產品在燒成過程中所累積的全部熱效應。能提供一種有別於熱電偶等設備測量反映的產品燒成情況。是一種更貼近產品，更真實反映產品受熱的一種較好的測溫工具。

5測溫環在立式窯燒結電子陶瓷中的應用

立式窯以其操作簡單,溫度均勻,燒結的連續性等優點而廣泛用於電子陶瓷的燒結。比如：瓷片電容、PTC陶瓷電阻器、氧化鋅壓敏電阻器以及PZT壓電陶瓷等。這些產品燒結溫度的準確性要求都較高，若同類產品在燒結過程中溫差過大，不但會影響產品的一致性，而且容易導致整批產品的報廢。立式窯的熱電偶探頭一般佈置在爐膛的外側，其測出的溫度不是產品燒結的實際溫度，這就要求產品在燒結前不但要知道其理論燒結溫度，更應瞭解爐膛內的實際溫度與表頭溫度的差異，否則依理論溫度調整過來的表頭溫度是難以燒出高質量的產品。此時采用校溫環提前校對一下爐膛內的溫度，不但可以減少物料的浪費，而且可以節省寶貴的試爐時間。立式窯的連續性燒結又使得每爐產品在燒結過程中處於不可視狀態，為確保產品出爐後的質量，在每批產品的燒結過程中用測溫環來監控也就很有必要。考慮到熱電偶也與其它的機器機表一樣在使用一段時間後會老化或精度較低，加熱元件本身也是易老化，在電子陶瓷產品燒結中有規律地（比如每天1次）放入測溫環，就可監測燒結產品的爐溫變動狀態。從長遠來看，在立式窯中燒結產品使用校溫環作為監控手段，可以保證產品的質量和一致性。

6測溫環在磁性材料中的應用

   鎳鋅、錳鋅鈷、釹鐵硼等磁性材料的生產和研發過程中，需要對新型材料生產工藝溫度（預燒料溫度）進行擬定燒成溫度；對二次磁性材料產品燒結同樣需要準確的窯爐溫度，以便穩定磁性產品的電性能指標。窯爐一般是通過熱電偶傳遞窯爐溫度，但熱電偶因不同的生產商、不同的窯爐、不同的規格等因素，在同一企業內也較難統一測溫標準，容易出現研發部門測試的燒成溫度與生產部門的實際控溫不相符，給生產帶來不便。測溫環能準確提供爐膛內部的實際溫度效應（即產品的累積熱效應），能對磁材產品所需的累積熱進行質量跟蹤，同時客觀記錄爐膛內每天的溫度變化情況，提供準確的數據信息，作為溫度質量跟蹤的檔案數據，有利於貫徹實施ISO的質量跟蹤管理體系，實現內部研發與生產控溫標準的統一，降低不同批原料帶來燒結溫度變化的復雜性。

三 、測溫環的選擇

根據不同的燒成溫度和使用行業，測溫環的選擇如表所示。

德國FERRO牌測溫環

RTC測溫環

測溫環尺寸：外徑：20mm， 內徑：10mm， 厚度：7.0mm。

測溫環為可靠的高精度產品，誤差范圍：±3℃。　

測溫環工作原理及使用方法

測溫環工作原理是根據測溫環在吸收熱量時即發生收縮，在測溫環規定的工作溫度范圍內的線性收縮，從而給出測溫環和燒成品的實際累積熱量，對照換算表得出測試溫度。測溫環可放置在窯內任何位置，如窯具、窯車或載板上，或與燒制的產品放在一起。測溫環直徑的收縮率精確表示窯內測溫環所在的實際溫度。使用常見的千分尺即可很容易測量燒成後的測溫環直徑。為瞭精確和方便起見，每批測溫環附有一個專用換算表。為保證正確使用，請註意測溫環上所標的生產批號必須與溫度換算表上保持一致。

產品優點：

●測溫環安放位置最貼近產品實際受熱狀態,精確測定燒制品受熱情況;

●測溫環使用機動靈活,可簡易方便地測定爐內三維空間的任何角落的溫度;

●測溫環一致性良好,可以保證產品燒成制度的良好重現性,從而提高成品的合格率;

● 使用測溫環可以減少甚至不再需要通過對燒成品的幾何形狀,密度和多孔性測量或破壞性試驗,從而減少生產成本。

註意：

測溫環測定的是根據整個燒成過程中累積的熱量，即包括輻射熱、傳導熱和對流熱以及不同保溫時間的綜合效應。不僅能測量燒制品達到的最高溫度，更能真實表現產品在熱處理過程中的全部真實受熱狀態。

技術咨詢：13776095363

測溫錐又叫測溫三角錐，是一種高精度陶瓷燒成溫度指示器。用於廣泛測定耐火材料、化工料、磨具磨料、磁性材料、陶瓷等各種材料在燒結過程中的燒結溫度。測溫錐已有100多年悠久歷史，對於世界陶瓷、耐火等事業的發展，有著不可磨滅功績。

測溫錐的用途

陶瓷產品生產中需要精確有效的溫度測量，但多數測量手段或工具在時間和空間上均受到限制。而測溫錐(測溫環)可以確定什麼時候燒制已經完全、或者窯爐是否提供瞭足夠的熱量保證陶瓷的熟化、或者窯爐中是否存在溫度的差異、或者在燒制過程中是否有問題。測溫錐(測溫環)測定的燒制過程是溫度和時間的綜合效果。它為用戶提供瞭直觀的保證，確保燒制過程每天都一致，從而減少不必要的廢料產出，提高生產率。

測溫錐的使用說明

測溫錐的變形會隨著過程的進行而加快，在彎曲的早期，在60℃/小時的升溫速率時10°的彎曲代表瞭溫度變化5℃；而在升溫的後期，10°的彎曲隻是代表溫度變化1℃。大部分的窯爐的頂部和底部之間是有溫度差異的，溫度差異的大小依賴於窯爐的設計、加熱電阻的使用年限、窯爐中陶瓷制品的放置和分佈。一般來說，窯爐有較大的溫度差異，把測溫錐放置在底部、中部和頂部的架上來測定在燒制過程中到底有多少溫度差異，燒制後，仔細觀察測溫錐(測溫三角錐)的情況：如果在底部的支架上，導錐隻是彎曲瞭一半說明陶瓷燒制的溫度偏低瞭半個熱度；如果頂部架上的後備錐彎曲瞭一半，說明燒制過程偏高瞭半個熱度，頂部和底部的溫度確實存在溫度差異。如果你發現瞭差異，改變陶瓷制品的放置方式來減小這種溫度差異，增加一個向下的通風也會平衡窯爐內的溫度差異。

在使用中，當窯爐放置產品時標準測溫錐被放置在產品旁邊；如果測溫錐測量的目的是測量頂部與底部、邊緣與邊緣之間的溫度差，因此測溫錐必須放置在窯車的頂部、底部和邊緣；如果溫度是均勻的，目的是每一車，每一爐比較，必須將測溫錐放置在窯車的同一位置。燒制結束後，測量測溫錐彎曲的角度，比較好的效果是測溫錐的彎曲角度要大於20°、但必須小於100°。對於大部分的質量控制來說，測溫錐彎曲角度的測量得到的溫度偏差在5°以內，是足夠瞭。

正確選擇測溫錐的型號

在燒制過程中，時間和溫度都會影響陶瓷的燒成和熟化，測溫錐的彎曲正是反映瞭陶瓷的燒成和熟化。因此用戶在選擇適合自己窯爐的測溫錐時一定要事先經過實驗來找出適合本窯爐的測溫錐。測溫錐的錐號越大其彎倒時效溫度就越高，從安全使用要求來規定，每次放置3個相鄰錐號為一組，低號的為導錐；高號的為後備錐；中間錐號為燒制錐，溫度應盡可能選擇接近產品燒結的時效溫度。燒結完成時，測溫錐的直觀反映為：低號錐全彎倒為警戒，中間號錐彎倒50°-90°為測定時效溫度，高號錐略彎為指示。

加熱速率會嚴重影響測溫錐開始發生變形彎曲的溫度、彎曲的速率、以及測溫錐的終點溫度（即測溫錐的時效溫度）。一般來說，測溫錐加熱速度越快，測溫錐的變形彎曲溫度也越高，測溫錐的終點溫度也隨著加熱速率的增加而增加。大部分的陶瓷的熟化是在燒制過程的最後100℃內，測溫錐的變形彎曲也是這樣的。

由於大部分的燒制過程有一定的保留時間，有效加熱速率必須說明保留時間這個變量。一般來說，用戶可以通過陶瓷在燒制的最後100℃階段的總時間來計算有效加熱速率；舉例來說，假如窯爐的終點溫度是1200℃，在1100℃升溫至1200℃的過程中，耗時2.5小時；如果在1200℃保留1小時，然後從1200℃冷卻至1100℃耗時0.5小時，因此在最後的100℃內總的時間為4小時，由此有效升溫速率為100℃除4即25℃/小時。如果知道瞭升溫速率便可以將測溫錐的彎曲角度轉化為時效溫度，我們由此可以測定窯爐或者窯爐車的溫度差異。

保留時間也會影響測溫錐的變形或彎曲，一般來說，燒制過程升溫到一個平衡溫度，然後在該溫度停留1-2個小時，便必須提高測溫錐一個熱度號；停留4-6個小時，必須提高測溫錐二個熱度號；停留16-20個小時，則必須提高測溫錐三個熱度號。

影響測溫錐變形彎曲的其他窯爐條件

氧化和還原氣氛的含量在一定程度上會影響測溫錐的變形彎曲；

固體燃料產生的灰塵落在測溫錐上，可能會影響測溫錐的變形彎曲；

火焰會使得測溫錐頂端熔融，應避免將測溫錐放置在火焰處或通風口；

過高的輻射熱或測溫錐附近的冷表麵也會影響測溫錐的變形彎曲，因此測溫錐放置的條件應該與陶瓷制品一致。

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