箱式氣氛爐的使用需嚴格遵循 “密封 - 氣氛置換 - 控溫 - 冷卻 - 泄壓" 的流程，同時重點關注氣氛安全與高溫防護，具體操作方法和注意事項如下：

一、 詳細使用方法

1. 開機前準備

樣品檢查

確認樣品性質：嚴禁放入易燃易爆（如有機物、粉末燃料）、易揮發、腐蝕性（如強酸強堿）或含水分過多的樣品；若樣品高溫下會釋放有毒氣體，需配套尾氣處理裝置。

樣品尺寸與擺放：樣品體積不超過爐膛有效容積的 1/3，放置在爐膛中心的耐火墊板 / 坩堝上，避免直接接觸加熱元件；多件樣品保持間距，保證熱流與氣氛循環均勻。

設備檢查

檢查密封件：爐門密封圈無破損、變形，壓緊機構靈活；水冷型爐門需確認水冷管路連接牢固、無漏水。

檢查氣路與電路：氣路管道無老化、漏氣，氣瓶壓力正常（惰性氣體≥0.3MPa，還原性氣體需單獨穩壓）；熱電偶、加熱元件接線牢固，溫控器顯示正常。

準備氣氛氣體：根據工藝需求，提前配置惰性（N?、Ar）、還原（H?，需防爆）或其他氣氛氣體，氣瓶減壓閥調節至預設壓力（通常 0.1-0.2MPa）。

2. 密封與氣氛置換

關閉爐門：將爐門緩慢合上，旋緊壓緊螺栓（均勻用力，避免局部受力損壞密封件），確保爐膛密封。

氣氛置換（核心步驟）

真空置換法（推薦，適用于高純度氣氛需求）

關閉進氣閥，打開真空泵與爐膛排氣閥，抽真空至目標真空度（通常 < 10?1 Pa，根據工藝調整）。

關閉真空泵與排氣閥，打開進氣閥通入少量氣氛氣體，使爐膛恢復常壓；重復 “抽真空 - 充氣" 操作 2-3 次，置換爐膛內空氣。

直接充氣置換法（適用于低純度氣氛需求）

同時打開進氣閥與排氣閥，通入氣氛氣體，保持氣體流量（通常 1-3L/min），置換時間不少于 15-30min（根據爐膛體積調整）；置換完成后，調節閥門維持爐膛微正壓（壓力表顯示 500-1000Pa，防止空氣滲入）。

3. 程序設定與升溫

溫控程序設置：在溫控器中輸入工藝曲線，包括 升溫速率（通常 1-10℃/min，避免過快導致爐膛溫差過大）、保溫溫度、保溫時間、降溫速率（可設置自然冷卻或強制冷卻，強制冷卻需配合水冷）。

啟動加熱：確認氣路壓力穩定后，啟動溫控器加熱程序；觀察溫控器顯示的實時溫度與設定溫度是否一致，熱電偶反饋是否正常。

保溫階段監控：保溫過程中，定期檢查氣路壓力、氣體流量是否穩定，爐體表面溫度是否正常；通過觀察窗查看樣品狀態（禁止打開爐門）。

4. 降溫與泄壓

停止加熱與冷卻：保溫結束后，溫控器自動進入降溫程序；嚴禁高溫下直接打開爐門冷卻，避免爐膛急冷開裂和樣品氧化。

自然冷卻：關閉加熱，保持氣氛微正壓，直至爐膛溫度降至 200℃以下。

輔助冷卻：水冷型設備可開啟水冷系統加速降溫，但降溫速率不宜超過 15℃/min。

泄壓與取件

溫度降至安全閾值（通常≤100℃）后，關閉進氣閥，緩慢打開排氣閥泄壓（避免壓力驟降沖擊樣品）。

泄壓完成后，松開爐門壓緊螺栓，打開爐門取出樣品；取件時需佩戴耐高溫手套，防止燙傷。

5. 關機后清理

關閉溫控器、氣瓶總閥、真空泵電源，斷開設備總電源。

清理爐膛內殘留的樣品碎屑，保持爐膛清潔；檢查密封圈狀態，若有污漬及時擦拭干凈。

記錄本次使用參數（溫度、氣氛類型、保溫時間、樣品狀態），便于后續追溯。

二、 核心注意事項

1. 氣氛安全（重中之重）

還原性氣體（如 H?）使用禁忌

必須在防爆型實驗室內操作，配套可燃氣體泄漏報警器，嚴禁明火；氣路系統需使用防回火裝置。

置換時必須，防止氫氣與空氣混合形成爆炸氣體；尾氣需引至室外排放或點燃處理。

腐蝕性 / 有毒氣氛

需使用耐腐蝕管路（如聚四氟乙烯管），配套尾氣吸收裝置（如堿液吸收酸性氣體）；操作人員需佩戴防毒面具、防護眼鏡。

氣氛壓力控制：全程維持爐膛微正壓，禁止負壓操作（防止空氣滲入導致樣品氧化或加熱元件損壞）。

2. 高溫操作防護

爐體表面高溫（尤其升溫階段），嚴禁觸摸；設備周圍保持 1m 以上安全距離，避免堆放易燃易爆物品。

取放樣品必須使用專用耐高溫工具（如坩堝鉗、長柄鑷子），佩戴耐高溫手套和防護面罩。

爐膛升溫速率不宜過快，超過 1200℃的高溫爐，使用需進行烘爐（分段升溫保溫，去除爐膛內水分）。

3. 設備維護禁忌

加熱元件保護：禁止樣品與加熱元件直接接觸，防止加熱元件短路或被腐蝕；硅鉬棒加熱元件在高溫下易氧化，需在惰性氣氛中使用。

密封件維護：硅橡膠密封圈使用溫度≤300℃，超過該溫度需更換金屬密封；定期涂抹高溫潤滑脂，延長密封圈壽命。

水冷系統：水冷型設備在加熱過程中，必須保持冷卻水持續流通，禁止斷水，否則會導致爐門密封件燒毀或爐體變形。

4. 故障應急處理

突然斷電：立即關閉進氣閥，保持爐門密封；若為長時間斷電，等待爐膛自然冷卻至室溫后再檢查，禁止強行開爐。

氣路漏氣：立即停止加熱，關閉氣瓶總閥，疏散人員；待爐膛冷卻后，用肥皂水檢測漏氣點，修復后再使用。

溫度失控：立即按下溫控器急停按鈕，切斷加熱電源；保持氣氛流通，讓爐膛自然冷卻，排查熱電偶或控制器故障。

三、 特殊工藝補充注意點

若進行碳材料石墨化工藝，需使用高純氬氣保護，避免石墨氧化；加熱元件優先選擇石墨加熱器。

若樣品高溫下會膨脹或收縮，需預留足夠空間，防止樣品擠壓損壞爐膛內襯。