真空管式爐通過抽真空與精確控溫的結合，在密閉環境中實現材料的高溫處理，其核心原理及工作流程如下：
一、核心工作原理
真空環境建立
通過真空泵將爐內氣壓降至極低水平(通常為10?³ Pa至10?? Pa)，形成接近無氧的低壓環境。
目的：避免材料在高溫下與氧氣、水蒸氣等氣體發生氧化、揮發或污染反應，確保材料表面純凈度。例如，在金屬燒結過程中，真空環境可減少氧化物雜質，提升材料致密度。
加熱與控溫
加熱元件：采用電阻絲(如鐵鉻鋁、鎳鉻合金)或石墨加熱器，通過電能轉化為熱能，對爐管(石英管或剛玉管)內的材料進行輻射加熱。
溫度控制：
溫控系統(如PID控制器)結合熱電偶傳感器，實時監測爐內溫度，并自動調節加熱功率，實現溫度精確控制(誤差通常≤±1℃)。
升溫速率需嚴格遵循材料工藝要求，例如：
500℃以下：≤5℃/min；
500℃～800℃：≤10℃/min；
800℃～1000℃：≤5℃/min。
最高使用溫度受爐管材質限制(如石英管≤1100℃，剛玉管≤1600℃)。
氣體保護與工藝氣體引入(可選)
在真空環境基礎上，可通入惰性氣體(如氬氣、氮氣)或活性氣體(如氫氣、乙炔)，形成特定氣氛條件。
應用場景：
惰性氣體保護：防止材料氧化，如高溫退火；
活性氣體反應：參與材料合成或表面處理，如低壓滲碳。
二、關鍵結構組成
爐體
由雙層水冷不銹鋼外殼構成，內層為加熱腔體，外層為冷卻水套，通過循環水冷卻防止爐殼過熱變形。
爐管(石英管或剛玉管)為反應容器，需具備高透熱性、耐高溫性和化學穩定性。
真空系統
包括機械泵、分子泵(或羅茨泵)、真空閥門和真空計。
工作流程：機械泵初步抽低真空(至10?¹ Pa)，分子泵進一步抽高真空(至10?³ Pa以下)，真空計實時監測并反饋數據。
氣體輸送系統
由氣瓶、減壓閥、質量流量計和進氣管道組成，用于精確控制工藝氣體的流量和壓力。
分壓控制：通過調節氣體流量，實現爐內壓力在0.01 Torr至10 Torr范圍內的精確調控。
溫控系統
包含溫度控制器、熱電偶(或紅外測溫儀)和加熱電源。
功能：根據預設溫度曲線，自動調節加熱功率，并具備超溫報警和斷電保護功能。
