Трубчатая печь
Трубчатая печь — электронагревательное устройство, используемое для проведения синтеза и очистки неорганических соединений , а иногда и в органическом синтезе . Одна из возможных конструкций состоит из цилиндрической полости, окруженной нагревательными спиралями , встроенными в теплоизоляционную матрицу. Температуру можно контролировать с помощью обратной связи от термопары . Более сложные трубчатые печи имеют две (или более) зоны нагрева, полезные для экспериментов по транспортировке . Некоторые цифровые контроллеры температуры имеют интерфейс RS-232 и позволяют оператору программировать сегменты для таких целей, как линейное изменение температуры, вымачивание, спекание и т. д. Усовершенствованные материалы нагревательных элементов, такие как дисилицид молибдена (MoSi 2 ), предлагаемые в некоторых моделях, теперь могут обеспечивать рабочую температуру до 1800 °C. Это облегчает использование более сложных приложений. [1] Обычный материал для реакционных трубок включает оксид алюминия , пирекс и плавленый кварц , а в случае коррозионно-активных материалов молибденовые или вольфрамовые можно использовать трубки.
Трубчатая печь была изобретена в первом десятилетии 20-го века и первоначально использовалась для производства керамических нитей для ламп Нернста и накаливания . [2]
Иллюстративные приложения
[ редактировать ]Примером материала, полученного с использованием трубчатой печи, является сверхпроводник YBa 2 Cu 3 O 7 . Смесь тонкоизмельченных CuO, BaO и Y 2 O 3 в соответствующем молярном соотношении, содержащаяся в платиновой или глиноземной «лодочке», нагревается в трубчатой печи при температуре несколько сотен градусов в токе кислорода . Аналогичным образом дисульфид тантала получают в трубчатой печи с последующей очисткой, также в трубчатой печи методом химического паропереноса . [3] Благодаря доступности трубчатых печей транспортировка химических паров стала популярным методом не только в промышленности (см. процесс Ван Аркеля-де Бура ), но и в исследовательских лабораториях.
Трубчатые печи также можно использовать для реакций термолиза с участием органических или неорганических реагентов. Одним из таких примеров является получение кетенов , для которого можно использовать трубчатую печь в «кетеновой лампе». Для мгновенного вакуумного пиролиза часто используют трубку из плавленого кварца, обычно наполненную кварцевыми или керамическими шариками, которая нагревается при высоких температурах.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дж. Д. Корбетт «Синтез твердотельных материалов» в химии твердого тела: методы, А. К. Читэм и П. Дэй, ред. Кларендон, Оксфорд, 1987. ISBN 0-19-855165-7 .
- ^ Харкер, Дж. А. (декабрь 1905 г.). «О новом типе электропечи с повторным определением температуры плавления платины» . Труды Королевского общества А. 76 (507): 235–249. Бибкод : 1905RSPSA..76..235H . дои : 10.1098/rspa.1905.0023 .
- ^ Дж. Ф. Ревелли, «Дисульфид тантала (TaS 2 ) и его интеркаляционные соединения», Неорганический синтез, 1995, том 30, стр. 155. два : 10.1002/9780470132616.ch32