Муфельная печь – устройство для термической обработки различных материалов. Их используют для изучения материалов при высоких температурах, проведения анализов, исследований, обеззараживания инструментов, разложения веществ в лабораториях или придания им нужных свойств: обжига, отпуска, прокалки металлов и керамики на производстве.
Принцип действия, конструкция
Камеру печи изготавливают из огнеупорного материала вроде керамики, шамотного кирпича или корунда. Эту устойчивую к воздействию высоких температур оболочку называют муфель. Благодаря прессования под высоким давлением материал не рассыпается при нагреве. Камера имеет форму параллелепипеда или полуцилиндра.
Муфель помещают в термоизоляционную оболочку для обеспечения безопасности персонала и минимизации теплопотерь, расхода электроэнергии, а утеплитель – в металлический корпус. Объем муфельной печи колеблется от десятых долей литра (0,2 л) для лабораторных устройств до сотен литров (камеры промышленного оборудования достигают 990 л).
Внутри камеры размещён электрический нагревательный элемент в виде проволоки, обычно встроенный в её стенки. На нагреватель могут надевать керамические трубки для свободного изменения его размеров во время нагрева и охлаждения с целью минимизировать повреждения. На корпусе обычно размещают регулятор температуры и тумблер включения / отключения электропитания.
При подаче напряжения на нагреватель – проводник с высоким сопротивлением – он излучает инфракрасные волны, нагревая воздух внутри камеры, её стенки и обрабатываемые материалы. Температура может достигать 1200 – 1300 °C.
Лабораторная муфельная печь может оснащаться таймером для контроля времени термической обработки, функциями отложенного запуска, защитными механизмами (от перегрева, скачков напряжения, КЗ), вытяжкой для удаления летучих испарений и вентилятором. Устройства отличаются объёмом, диапазоном регулируемых температур, конструкцией, материалом муфеля, корпуса и дополнительной функциональностью вроде программируемого терморегулятора, наличия вытяжки.
Сферы эксплуатации
Муфельная печь нашла применение в научно-исследовательской деятельности и промышленности.
- Кристаллография, физика – выращивание кристаллических структур при высоких температурах.
- Производство изделий из стекла, глины – их обжиг, формовка.
- Металлургия – нормализация, отжиг, нагрев изделий или деталей перед закалкой, их отпуск или состаривание; насыщение металлов иными элементами – цементирование, азотирование, хромирование.
- Научная деятельность – изучение материалов под действием высоких температур.
- Использование в качестве катализатора – обжиг сульфидов для повышения процента выхода полезных компонентов.
- Фармацевтика – термическая обработка компонентов для приготовления лекарств, фармацевтических препаратов, их сушка.
- Металлургия – переплавка ценных металлов, окисление или насыщение которых примесями недопустимо.
- Медицина – стерилизация инструментов.
- Кремация – сжигание тел.
Муфельная печь – электрическое устройство для высокотемпературной обработки различных материалов в лабораториях и производстве.