JP4090170B2

JP4090170B2 - Infrared high-temperature heating furnace

Info

Publication number: JP4090170B2
Application number: JP35423799A
Authority: JP
Inventors: 正彦市橋
Original assignee: 有限会社トステック
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: JP2001165878A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験材料を収納し且つ減圧可能な炉室を有する炉本体と、試験材料を赤外線により加熱するためのヒーターとを備えた赤外線高温加熱炉及びこれに使用するヒーターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高温の真空又はガス雰囲気下で試験材料を加熱する赤外線高温加熱炉としては、例えば特開平５−２８８６９７号公報に記載の高温観察炉が知られている。同公報に開示された高温観察炉によれば、炉体は楕円球や回転楕円体で構成され、集光焦点に配置する試験片を減圧雰囲気にするため、ヒーターと炉内の試験片とをガラス板により仕切っている。そして、減圧下でヒーターの端子間での放電を防ぐため、ヒーターを大気中に設置している。同観察炉によれば、試験材料をヒーターで加熱しつつ、炉外の顕微鏡で同試験材料を近接観察することが可能である。
【０００３】
しかし、同従来技術によれば、ガラス板が炉本体を横切るので構成が複雑となっていた。また、ヒーターから発せられる赤外線が一部ガラス板に吸収されるので、試験材料の加熱効率がその分低下していた。ヒーターの内側に気密化のためのガラス管を別途設けた高温観察炉も知られているが、同様の不都合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明の目的は、構成が簡易で試験材料の加熱効率に優れた赤外線高温加熱炉及びこれに使用するヒーターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る赤外線高温加熱炉の特徴は、試験材料を収納し且つ減圧可能な炉室を有する炉本体と、前記試験材料を赤外線により加熱するためのヒーターとを備え、前記ヒーターは、透明な空洞体と一対の端子と発熱体と前記各端子及び発熱体の間に位置する導線部とを有し、前記空洞体前記炉本体の側において貫通させることにより、前記発熱体を炉室内に位置させると共に前記各端子を炉室外に位置させ、前記炉本体側部分と前記空洞体との間にシールを設けることで炉室内を密閉状態に保ち、前記導線部を前記シールの接触部に位置させることにより前記発熱体を前記シールの接触部より内側に配置させて前記発熱体の発熱による前記シールの劣化を防止してあることにある。
【０００６】
同特徴構成によれば、透明な空洞体と炉本体との間にシールを設けるだけの簡易な構成で、炉室内を外部から密閉することができる。しかも、導線部の存在によりシールが焼損する不都合もない。また、ヒーターと試験材料との間に気密化のためのガラス板やガラス管等が介在しないので、加熱効率に優れている。
【０００８】
また、前記ヒーターを棒状に形成すると共に前記炉室をこの棒状のヒーターに沿った筒状に形成し、前記炉本体の側に形成した一対の貫通孔に前記ヒーターを貫通させれば、炉体を安価に製作できる。しかも、試験材料をその長手方向に沿って試験材料よりも長いヒーターで余裕をもって加熱することにより、試験材料中央部付近の被観察部を良好な温度分布状態に維持させることが可能となるからである。
【０００９】
試験材料をさらに高温下で加熱するには、第二のヒーターを前記炉室内に設けると共にこの第二のヒーター上に前記試験材料を設置するとよい。このとき、前記試験材料及び前記第二のヒーターの周囲に筒状の熱シールドを設けることで、第二のヒーター上の試験材料が温度低下することを防止すると共に、他のヒーターが加熱されることを防止する。また、前記炉本体は透明の観察窓を有し、前記熱シールドのうち前記観察窓側に前記試験材料観察用の貫通孔を形成するとよい。
【００１１】
【発明の効果】
このように、上記本発明に係る赤外線高温加熱炉の特徴によれば、透明な空洞体と炉本体との間にシールを設けるだけの簡易な構成で、ヒーターと試験材料との間に気密化のためのガラス板等が介在せず試験材料の加熱効率に優れた赤外線高温加熱炉及びこれに使用するヒーターを提供することが可能となった。
【００１２】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の欄において明らかになるであろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明にかかる実施形態について説明する。
図１に示す応力付与観察システム１は、応力付与観察装置１０により真空中や特定のガス雰囲気中で試験材料３に対して引張または圧縮応力を加え、対物レンズ２のみ図示する顕微鏡によりその状況を観察するものである。この応力付与観察装置１０は、台座２０上に載置された試験材料３を引っ張るための試験器３０と、試験材料３を高温下で真空状況下中に密閉する観察用密閉容器たる赤外線集光加熱炉６０とを備えている。
【００１４】
図１，３に示す台座２０は、全体の傾き調節用の脚部２１と、基台２２の上に順次積み重ねられる基台２２及び第一，第二可動台２３，２４とを備え、操作ハンドル２３ａ，２４ａにより平面に沿ったＸＹ２軸方向に対して第二可動台２４を微小移動させることが可能である。そして、操作ハンドル２３ａ，２４ａの調節により、対物レンズ２に対して試験材料３を適当な観察位置に移動させる。
【００１５】
試験器３０は、試験材料３を図示左右方向へ引っ張るための一対の第一，第二クロスヘッド３１，３２を備えている。各第一，第二クロスヘッド３１，３２は、リニアガイド３３にガイドされて左右へ沿う方向へ摺動可能なスライダ３４と、スライダ３４から左右へ張り出す横張出部３５と、この横張出部３５から上台４４を越えて上部へ伸びる縦張出部３６とを備えている。この第二可動台２４の上には、一対の軸受３７，３７間に一本のボールねじ３８が支持されている。このボールねじ３８は、右ねじ３８ａと左ねじ３８ｂとを中央で連結したもので、外側にそれぞれ螺合させた第一，第二可動ねじ３９ａ，３９ｂをそれぞれスライダ３４に貫通固定してある。そしてボールねじ３８を回転させることで第一，第二クロスヘッド３１，３２を互いに左右反対方向へ同ピッチで移動させ得るように構成してある。
【００１６】
ボールねじ３８は、減速ギアを含む駆動モーター４０，駆動ベルト４１ａ，４１ｂ及びプーリを介してその一端側から所定量だけ回転させられる。また、ボールねじ３８の他端にはプーリ及び伝導ベルト４３を介してロータリーエンコーダー４２が接続され、これにより駆動モーター４０の回転制御が行われる。
【００１７】
図１，３〜８に示すように、第二可動台２４に支持される上台４４上には赤外線集光加熱炉６０が載置され、この赤外線集光加熱炉６０内に設置された試験材料３に対し、第一，第二クロスヘッド３１，３２にそれぞれ接続された第一，第二連結体４５，４６が引張力を加える。
【００１８】
図６に示すように、第一連結体４５は、大略第一クロスヘッド３１に連結される固定ベース４７とこの固定ベース４７に連結される内側筒状体４８と、内部空間４８ａ内に収納されその一端に固定されたひずみゲージ４８ｂと、このひずみゲージ４８ｂ及び試験材料３を連結する第一引張軸５１とを備えている。円盤状の固定ベース４７はその中央で固定ボルト４７ａにより縦張出部３６に連結され、また、真空シール及び複数の連結ボルト４７ｂを介して内側筒状体４８の一端に連結される。ひずみゲージ４８ｂは取付具４８ｂ１及び取付ねじ４８ｂ２を介して内側筒状体４８内に固定される。ひずみゲージ４８ｂに対する信号コード４８ｂ３は気密端子の接続されるコードシール部４７ｃを介して外部の制御装置と連結される。また、ひずみゲージ４８ｂと試験材料３との間の第一引張軸５１には直動支持体たるリニアボールベアリング４８ｃが外嵌されて、内側筒状体４８に対し第一引張軸５１をスライド可能に支持し、ひずみゲージ４８ｂに第一引張軸５１長手方向以外の負荷が掛かりにくくしてある。
【００１９】
一方、図７に示すように、図第二連結体４６は、試験材料３と第二クロスヘッド３２とを連結するロッド状の第二引張軸５２として構成されている。第二引張軸５２の先端には雄ねじ５２ｃが形成されており、この先端を第二クロスヘッド３２の縦張出部３６に形成した孔を貫通させてある。そして、雄ねじ５２ｃに螺合させたナット５２ｄと第二引張軸の段差５２ｅとの間を締め付けて、第二引張軸５２を縦張出部３６に固定している。
【００２０】
図４，５に示すように、赤外線集光加熱炉６０は、密閉容器本体である炉本体６１の内部に密閉室である炉室６２を有し、この炉室６２は上部の蓋部６３を取り外すことで開口６１ｄを介して外部と連通可能である。炉本体６１及び蓋部６３はアルミニウムで構成されると共に炉室６２の内面が金メッキされており、上台４４上に４本の脚部６１ａで支持されている。炉本体６１の四隅には、冷媒通路６１ｂがそれぞれ形成され、図示しない循環経路により冷媒が循環されて炉本体６１を冷却する。また、炉室６２内の試験材料３の配置部近傍には外部から試料や熱電対を挿入するための常時封止される連通管６１ｃを貫通させてある。
【００２１】
炉本体６１の炉室６２は断面が二つの楕円Ｅ，Ｅの一方の焦点Ｆ１を共通に重ね合わせた筒状の形状をしている。また、他方の焦点Ｆ２，Ｆ２にそれぞれ発熱部６４ａの中心が配置するようにヒーター６４，６４をそれぞれ配置し、炉室６２内面の反射により蓋部６３からの近赤外線が一方の焦点Ｆ１に載置された試験材料３に効率よく輻射されるようになっている。
【００２２】
蓋部６３の観察窓６３ａは、透明な石英ガラス６３ｂを開口板６３ｃで押圧保持し、石英ガラス６３ｂを介して対物レンズ２から試験材料３を観察できるように構成してある。蓋部６３の一端には円錐孔６３ｄに連通して炉室６２内にガスを送り込むガス注入口６３ｅを取り付けてある。このガス注入口６３ｅは、通常封止ねじ６３ｆにより塞いであり、必要に応じて種々のガスを炉室６２内に注入する。
【００２３】
蓋部６３はその円弧面６３ｇを炉本体６１の開口６１ｄに嵌合し、真空シール６１ｅを炉本体６１の上部に接当させて炉本体６１の開口６１ｄを塞ぐ。開口６１ｄの周囲上面には真空シール６１ｅを設けてあり、図示しない取付ねじを蓋部６３を貫通させると共に炉本体６１にねじ込み、鍔部６３ｈを真空シール６１ｅに押し付けることで炉室６２を外部から密閉する。
【００２４】
近赤外線を発するヒーター６４は、透明な空洞体の一例である透明石英製の管部６４ｆの中央に位置するタングステン製の発熱部６４ａの両端それぞれに対し、同じタングステン製の導線部６４ｂ，６４ｂを張り出させている。各端でこの導線部６４ｂと端子６４ｄとをモリブデン製の接合箔６４ｃで接合し、この接合箔部分をピンチオフすることで管部６４ｆの内部を気密状態に維持している。各端子６４ｄは、碍子６４ｅにより管部６４ｆの両端に支持されている。
【００２５】
このヒーター６４は、赤外線集光加熱炉６０の両端に設けられたヒーター固定ベース６５ａ，６５ａの孔に貫通している。そして、真空シール６５ｃ，６５ｃ及びヒーター固定蓋６５ｂ、６５ｂを貫通させた図示しないねじをヒーター固定ベース６５ａ，６５ａに螺合させて押し付けることで真空シール６５ｃ，６５ｃにより炉室６２内外の境界部をシールし、炉室６２内を密閉状態に保っている。
【００２６】
また、発熱部６４ａからの発熱により真空シール６５ｃが劣化するのを防ぐために、各真空シール６５ｃの接触部は発熱のほとんどない導線部６４ｂを位置させるようにして、この発熱部６４ａを各真空シール６５ｃの接触部より内側に配置してある。すなわち、前記管部６４ｆは前記炉本体６１の外に端子６４ｄを位置させるように真空シール６５ｃを介して前記炉本体６１に固定され、このヒータ６４の前記真空シール６５ｃ接触部よりも内側に前記発熱部６４ａを配置してある。
【００２７】
図１，５，８に示すように、炉本体６１は、図１,５の左右方向にそれぞれ第一，第二引張軸５１，５２を挿通するための第一，第二開口部材６６，６７を有し、さらに右側に真空引き用の吸引口６８を有している。第一，第二引張軸５１，５２は、それぞれ対向し合う先端に突出する上部平坦な張出部５１ｂ，５２ｂと上へ突出する掛止突起５１ａ，５２ａをそれぞれ有している。そして、試験材料３の両側に形成した小孔３ａ，３ａへこれら掛止突起５１ａ，５２ａを嵌合させることで、試験材料３を第一，第二引張軸５１，５２により牽引可能に構成してある。なお、これら掛止突起５１ａ，５２ａは、その先端に向かうほど互いに離反するように傾斜させてあり、試験材料３に引張応力が掛かるほど張出部５１ｂ，５２ｂへ押し付けられるように構成してある。
【００２８】
図４，５，８に示すように、その上部に切欠部６９ａを有する石英ガラス製の管６９を第一，二開口６６，６７の間に掛け渡すことで、試験材料３の装着時や破断時における落下を防止してある。なお、石英ガラス製の管６９は透明であり、ヒーターによる加熱が妨げられないように構成してある。
【００２９】
図１、５、６に示すように、内側筒状体４８の外部には真空シール４９を介して外側筒状体７０を外嵌してある。この真空シール４９は、内側筒状体４８及び外側筒状体７０により形成されている内部空間４８ａを外部から密閉しつつ、真空シール４９と外側筒状体７０との第一引張軸５１長手方向に対する相対移動を許容する。外側筒状体７０は右側に赤外線集光加熱炉６０のフランジ６６ａと対向するフランジ７０ａを有しており、これらフランジ６６ａとフランジ７０ａとの間に真空シール６６ｂを介在させ、第一クランプ６６ｃによりフランジ６６ａ及びフランジ７０ａを互いに近接させるように締め付けることで、外側筒状体７０と第一開口部材６６とを密閉状態に連結する。
【００３０】
図１，５，７に示すように、第二引張軸５２に外嵌するシール筒７１のフランジ７１ａも同様に第二開口部材のフランジ６７ａに対し真空シール６７ｂ，第二クランプ６７ｃを介して連結される。このシール筒７１は、真空シール７２を介して第二引張軸５２に接触し、シール筒７１の右端が外部と連通するのを防ぐ。吸引孔６８のフランジ６８ａに対しても吸引管７３がそのフランジを対向させて真空シール６８ｂ，第三クランプ６８ｃを介して連結される。
【００３１】
次に、上述の応力付与観察システム１の使用要領とその作用について説明する。
まず、掛止突起５１ａ，５２ａの間に試験材料３を掛止し、蓋部６３を閉じる。次いで、観察窓６３ａから所望の部分が見えるように図示しない顕微鏡を操作する。さらに、吸引管７３から炉室６２内の空気を吸引し、炉室６２内が十分に減圧されたところで、必要な場合はガス注入口７５，６３ｅ等からガスを注入する。
【００３２】
そして、駆動モーター４０を駆動させて、第一，第二クロスヘッド３１，３２を離反方向へ移動させる。この際、第一，第二クロスヘッド３１，３２の相対変位量はロータリーエンコーダー４２により検出され、試験材料３に負荷される引張応力はひずみゲージ４８ｂにより検出されるので、図示しない制御装置によりこれらロータリーエンコーダー４２，ひずみゲージ４８ｂの情報をフィードバックさせることで駆動モーター４０の制御が可能となる。そして、ヒーター６４に通電することで、試験材料３を例えば１１００℃等の高温下に維持することが可能となる。なお、試験材料３の温度は図示しない熱電対により検出されその情報はヒーター６４の制御に用いられる。
【００３３】
真空シール４９の作用により、内側筒状体４８及び外側筒状体７０の内部空間４８ａは先の密閉室６２と共に密閉空間ＡＳを形成する。ここで、試験材料３とひずみゲージ４８ｂとの間には、摩擦抵抗の極めて少ない直動支持体４８ｃのみが介在するに留まるので、ひずみゲージ４８ｂは試験材料３に掛かる引っ張り応力を精度良く測定することが可能となる。一方、比較例として示される図２の態様では、第一クロスヘッドに接続される固定引張軸４７’と第一引張軸５１との間にひずみゲージ４８ｂが真空シールドされない状態で介在する。しかし、同比較例では、試験材料３とひずみゲージ４８ｂとの間の第一引張軸５１には真空シール６６ｄが介在し、ひずみゲージ４８ｂの測定に誤差を及ぼすであろうことが理解される。
【００３４】
本実施形態では、顕微鏡観察に適するように試験材料３が小片に形成され、上記引張軸５１，５２への負荷荷重が比較的小さいので、真空シールと引張軸との摩擦抵抗が負荷加重に対して相対的に大きくなる。したがって、本実施形態では、ひずみゲージ４８ｂを上述の如く密閉空間ＡＳ内に設置して、真空シールと引張軸との摩擦抵抗による悪影響を払拭する意義がある。
【００３５】
次に、図１１を参照しながら、上述の赤外線集光加熱炉６０の異なる使用形態を説明する。本例は、試験材料に上述のような引張応力を加えずに観察を行う場合に適用される。なお、以下の各別実施形態では、先の実施形態と同様の部材には同様の符号を附してある。
【００３６】
試験を先の第二開口部材６７を取り外して蓋で塞ぎ、先の第一開口部材６６側から真空吸引する。第一注入口６１ｆは封止ねじ７６で塞ぎ、必要な場合は第二注入口６１ｇに取り付けた注入口７５からガス等を注入することで密閉室である炉室６２内を特定のガス雰囲気とすることができる。また、先の封止ねじ７７を取り外し連通路６１ｃを介して棒状の熱電対７８ａを挿入し、この熱電対７８ａの先端に試験材料を受けるルツボ７８ｂを装着する。そして、このルツボ７８ｂ内に試験材料７９を収納し、これを加熱下で観察する。
【００３７】
次いで、図１２，１３を参照しながら、赤外線集光加熱炉の他の実施形態を説明する。
同実施形態では、密閉容器本体である炉本体６１内に第一焦点Ｆ１を共有する４つの楕円Ｅが配置されている。他方の第二焦点Ｆ２にはそれぞれヒーター６４が配置され、これら各ヒーター６４は９０度毎に並べられている。蓋部６３は先の実施形態よりも厚みが増しているが、実質的には同様に炉本体６１の上部に設けられている。
【００３８】
本実施形態は、炉本体６１の中心部における第一焦点Ｆ１に沿って一対の水冷電極８１，８１の設けられている点が、先の実施形態と異なる。基部８１ａの外側には絶縁筒８１ｂが嵌合され、絶縁筒８１ｂと炉本体６１との間は電極固定蓋８６ａと真空シール８６ｂとによりシール固定されている。水冷電極８１，８１の間には屈曲されたタングステン等よりなる第二のヒーターであるヒーター板８２が、ヒーター押え８１ｃ，８１ｃによりそれぞれ固定されている。各水冷電極８１における外側には二重構造の内筒８１ｄ，外筒８１ｅが設けられ、注水口８７ａから供給された冷却水が内筒８１ｄから外筒８１ｅ及び排水口８７ｂを介して外部に排出され、水冷電極８１全体が冷却される。また、必要に応じて、注入口８８ａからガス等が注入され、排出口排出口８８ｂから密閉空間ＡＳ内の気体が吸引排出される。
【００３９】
ヒーター板８２の上側中心部にはルツボ８３が設置され、その中に試験材料８９が入れられる。水冷電極８１，８１間にはヒーター板８２と同材料の筒状熱シールド８４が設けられている。この熱シールド８４の上方には、観察孔８４ａが形成されている。また、この熱シールド８４の下方に形成した孔８４ｂを介して熱電対８５がヒーター板８２の下部に接続されている。熱シールド８４は図示省略するが中央部で左右に分離可能となっており、試験材料８９の交換を行うことができる。
【００４０】
水冷電極８１，８１間に通電が行われると、ヒーター板８２が発熱し、ルツボ８３内の試験材料８９が加熱される。各ヒーター６４への通電を行うと熱シールド８４がヒーター６４で加熱され、ヒーター板８２からの加熱による放熱を防止する。また、熱シールド８４は、各ヒーター６４の発熱部６４ａがヒーター板８２により逆に加熱されることをも防ぐ。本実施形態では、ヒーター６４及びヒーター板８２双方の利用により、ルツボ８３内の試験材料８９を摂氏２５００度程度まで昇温することが可能である。
【００４１】
最後に本発明のさらに他の実施形態の可能性について列挙する。
上記実施形態ではヒーター６４の左右に真空シール６５ｃを設けることで試験材料３近傍の炉室６２が外部と連通することを防いだ。
【００４２】
上記実施形態では観察用密閉容器として赤外線集光加熱炉を用いたが、これ以外の加熱炉を用いても構わない。また、液体窒素やペルチェ素子により内部を冷却状態で温度制御するように観察用密閉容器を構成しても構わない。
【００４３】
上記実施形態では試験材料３の両端から第一，第二引張軸５１，５２を離反方向に移動させて試験材料３に引張応力を加えた。しかし、図９，１０に示すように、張出部５１ｂ，５２ｂをさらに突き出して掛止突起５１ａ，５２ａの位置を左右入れ替えることで、第一，第二引張軸５１，５２を互いに離反方向を移動させた場合に、掛止突起５１ａ，５２ａを互いに近接させて試験材料３に対し圧縮応力を加えるように構成することも可能である。５２には長孔５２ｆを設けて５１ｂから突出する掛止突起５１ａを貫通させてある。また、掛止突起５１ａ，５２ａの各先端に斜面Ｓを設けると、試験材料３の小孔３ａへの嵌合が容易である。本実施形態では、掛止突起５１ａ，５２ａを、その先端に向かうほど互いに近接するように傾斜させてあり、試験材料３に圧縮応力が加わるほど張出部５１ｂ，５２ｂへ押し付けられるように構成してある。
【００４４】
上記各実施形態では、試験材料３に引張又は圧縮応力を静的に加えたが、これらの応力を繰り返し荷重として動的に加えるように使用してもよい。また、ヒーターによる加熱及び非加熱等を繰り返して行うようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態では、各ヒーター６４を棒状に形成すると共に炉本体６１を二箇所で貫通させ、このヒーター６４の両端で各端子６４ｄを外部に露出させた。しかし、一対の端子６４ｄ，６４ｄを棒状の管部の一方に設け、この一対の端子６４ｄ，６４ｄ側のみの一箇所でヒーター６４を炉本体６１に貫通させてもよい。また、空洞体６４ｆは円柱状の管部として構成するのみならず、球状に形成してもよい。このとき、炉室は楕円面の回転体として構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる応力付与観察システムの概要を説明するための線図である。
【図２】第一連結体の比較例を示す線図である。
【図３】試験器の要部平面図である。
【図４】赤外線集光加熱炉の縦断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】第一連結体近傍の縦断面図である。
【図７】シール筒近傍の縦断面図である。
【図８】試験材料設置部近傍の平面図である。
【図９】第二実施形態に係る試験材料設置部近傍の側面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】赤外線集光加熱炉の異なる使用形態を示す図５相当図である。
【図１２】赤外線集光加熱炉の第三実施形態を示す図４相当図である。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１応力付与観察システム
２対物レンズ
３試験材料
３ａ小孔
１０応力付与観察装置
２０台座
２１脚部
２２基台
２３第一可動台
２３ａ，２４ａ操作ハンドル
２４第二可動台
３０試験器
３１第一クロスヘッド
３２第二クロスヘッド
３３リニアガイド
３４スライダ
３５横張出部
３６縦張出部
３７軸受
３８ボールねじ
３８ａ右ねじ
３８ｂ左ねじ
３９ａ第一可動ねじ
３９ｂ第二可動ねじ
４０駆動モーター
４１ａ，４１ｂ駆動ベルト
４２ロータリーエンコーダー
４３伝導ベルト
４４上台
４５第一連結体
４６第二連結体
４７固定ベース
４７ａ固定ボルト
４７ｂ連続ボルト
４７ｃコードシール部
４７’ 固定引張軸
４８内側筒状体
４８ａ内部空間
４８ｂひずみゲージ
４８ｂ１取付具
４８ｂ２取付ねじ
４８ｂ３コード
４８ｃ直動支持体
４９真空シール（相対移動可能）
５１第一引張軸
５２第二引張軸
５１ａ，５２ａ掛止突起
５１ｂ，５２ｂ張出部
５２ｃ雄ねじ
５２ｄナット
５２ｅ段差
５２ｆ長孔
６０赤外線集光加熱炉（観察用密閉容器）
６１炉本体（密閉容器本体）
６１ａ脚部
６１ｂ冷媒通路
６１ｃ連通路
６１ｄ開口
６１ｅ真空シール
６１ｆ第一注入口
６１ｇ第二注入口
６２炉室（密閉室）
６３蓋部
６３ａ観察窓
６３ｂ石英ガラス
６３ｃ開口板
６３ｄ円錐孔
６３ｅ第三注入口
６３ｆ封止ねじ
６３ｇ円弧面
６３ｈ鍔部
６４ヒーター
６４ａ発熱体
６４ｂ導線部
６４ｃ接合箔
６４ｄ端子
６４ｅ碍子
６４ｆ透明の管部（空洞体）
６５ａヒーター固定ベース
６５ｂヒーター固定蓋
６５ｃ真空シール
６６第一開口部材
６６ａフランジ
６６ｂ真空シール
６６ｃ第一クランプ
６６ｃ’シール箔
６６ｄ真空シール
６７第二開口部材
６７ａフランジ
６７ｂ真空シール
６７ｃ第二クランプ
６８吸引口
６８ａフランジ
６８ｂ真空シール
６８ｃ第三クランプ
６９管
６９ａ切欠部
７０外側筒状体
７０ａフランジ
７１シール筒
７２真空シール（相対移動可能）
７３吸引管
７５注入口
７６封止ねじ
７７封止ねじ
ＡＳ密閉空間
Ｅ楕円
Ｆ１一方の焦点
Ｆ２他方の焦点
Ｓ斜面
７８ａ熱電対
７８ｂルツボ
７９試験材料
８０赤外線集光加熱炉（観察用密閉容器）
８１水冷電極
８１ａ基部
８１ｂ絶縁筒
８１ｃヒーター押え
８１ｄ内筒
８１ｅ外筒
８２ヒーター板（第二のヒーター）
８３ルツボ
８４熱シールド
８４ａ観察孔（貫通孔）
８４ｂ孔
８５熱電対
８６ａ電極固定蓋
８６ｂ真空シール
８７ａ注水口
８７ｂ排水口
８８ａ注入口
８８ｂ排出口
８９試験材料。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an infrared high-temperature heating furnace including a furnace main body that contains a test material and has a furnace chamber that can be depressurized, and a heater for heating the test material with infrared rays, and a heater used therefor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an infrared high-temperature heating furnace for heating a test material in a high-temperature vacuum or gas atmosphere, for example, a high-temperature observation furnace described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-288977 is known. According to the high-temperature observation furnace disclosed in the publication, the furnace body is composed of an elliptical sphere or a spheroid, and the test piece placed in the focusing focal point is placed in a reduced pressure atmosphere. It is partitioned by a glass plate. And in order to prevent the discharge between the terminals of a heater under pressure reduction, the heater is installed in air | atmosphere. According to the observation furnace, it is possible to closely observe the test material with a microscope outside the furnace while heating the test material with a heater.
[0003]
However, according to the prior art, the configuration is complicated because the glass plate crosses the furnace body. In addition, since the infrared rays emitted from the heater are partially absorbed by the glass plate, the heating efficiency of the test material has been reduced accordingly. A high-temperature observation furnace in which a glass tube for airtightness is separately provided inside the heater is also known, but has the same disadvantages.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such conventional circumstances, an object of the present invention is to provide an infrared high-temperature heating furnace having a simple configuration and excellent heating efficiency of a test material, and a heater used therefor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a feature of an infrared high-temperature heating furnace according to the present invention is provided with a furnace body having a furnace chamber that houses a test material and can be depressurized, and a heater for heating the test material with infrared light. The heater has a transparent cavity, a pair of terminals, a heating element, and a conductor portion positioned between the terminals and the heating element, and is penetrated by the cavity body on the side of the furnace body. The heating element is positioned in the furnace chamber and the terminals are positioned outside the furnace chamber, and the furnace chamber is kept sealed by providing a seal between the furnace body side portion and the cavity body, and the conductor portion is By disposing the heating element inside the contact portion of the seal by being positioned at the contact portion of the seal, the deterioration of the seal due to heat generated by the heating element is prevented.
[0006]
According to the characteristic configuration, the furnace chamber can be sealed from the outside with a simple configuration in which a seal is provided between the transparent cavity and the furnace body. Moreover, there is no inconvenience that the seal burns out due to the presence of the conductor portion. Further, since a glass plate or glass tube for airtightness is not interposed between the heater and the test material, the heating efficiency is excellent.
[0008]
Further, if the heater is formed in a rod shape and the furnace chamber is formed in a cylindrical shape along the rod-shaped heater, and the heater is passed through a pair of through holes formed on the furnace body side, the furnace body Can be manufactured at low cost. Moreover, by heating the test material along the longitudinal direction with a heater longer than the test material with a margin, it becomes possible to maintain the observed portion near the center of the test material in a good temperature distribution state. is there.
[0009]
In order to heat the test material at a higher temperature, a second heater may be provided in the furnace chamber and the test material may be installed on the second heater. At this time, by providing a cylindrical heat shield around the test material and the second heater, the temperature of the test material on the second heater is prevented from lowering, and other heaters are heated. To prevent that. The furnace body may have a transparent observation window, and the through hole for observing the test material may be formed on the observation window side of the heat shield.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the feature of the infrared high-temperature heating furnace according to the present invention, a simple configuration in which a seal is provided between the transparent cavity body and the furnace body, and the airtightness is provided between the heater and the test material. Therefore, it is possible to provide an infrared high-temperature heating furnace excellent in the heating efficiency of the test material and the heater used therefor without the glass plate for the purpose.
[0012]
Other objects, configurations, and effects of the present invention will become apparent from the following embodiments of the present invention.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The stress application observation system 1 shown in FIG. 1 applies a tensile or compressive stress to the test material 3 in a vacuum or in a specific gas atmosphere by the stress application observation apparatus 10, and the situation is observed by a microscope that only shows the objective lens 2. To observe. This stress applying observation apparatus 10 includes an infrared condensing device as a test container 30 for pulling the test material 3 placed on the pedestal 20 and an observation sealed container for sealing the test material 3 in a vacuum at a high temperature. And a heating furnace 60.
[0014]
The pedestal 20 shown in FIGS. 1 and 3 includes a leg portion 21 for adjusting the overall inclination, a base 22 and first and second movable bases 23 and 24 that are sequentially stacked on the base 22, and an operation handle. The second movable table 24 can be moved minutely with respect to the XY two-axis directions along the plane by 23a and 24a. Then, the test material 3 is moved to an appropriate observation position with respect to the objective lens 2 by adjusting the operation handles 23a and 24a.
[0015]
The tester 30 includes a pair of first and second crossheads 31 and 32 for pulling the test material 3 in the horizontal direction in the figure. Each of the first and second cross heads 31 and 32 includes a slider 34 guided by a linear guide 33 and slidable in a horizontal direction, a laterally projecting portion 35 projecting from the slider 34 to the left and right, and the laterally projecting portion. A vertical projecting portion 36 that extends upward from 35 to the upper base 44 is provided. On the second movable base 24, a single ball screw 38 is supported between a pair of bearings 37, 37. The ball screw 38 is formed by connecting a right screw 38a and a left screw 38b at the center, and first and second movable screws 39a and 39b screwed outward are respectively fixed to the slider 34. By rotating the ball screw 38, the first and second cross heads 31 and 32 can be moved at the same pitch in opposite directions.
[0016]
The ball screw 38 is rotated by a predetermined amount from one end side thereof via a drive motor 40 including a reduction gear, drive belts 41a and 41b, and a pulley. In addition, a rotary encoder 42 is connected to the other end of the ball screw 38 via a pulley and a conduction belt 43, whereby the rotation control of the drive motor 40 is performed.
[0017]
As shown in FIGS. 1, 3 to 8, an infrared condensing heating furnace 60 is placed on an upper base 44 supported by the second movable base 24, and a test material installed in the infrared condensing heating furnace 60. 3, the first and second coupling bodies 45 and 46 connected to the first and second crossheads 31 and 32 respectively apply a tensile force.
[0018]
As shown in FIG. 6, the first connecting body 45 is accommodated in an inner space 48 a, a fixed base 47 that is connected to the first crosshead 31, an inner cylindrical body 48 that is connected to the fixed base 47, and the inner space 48 a. A strain gauge 48b fixed to one end of the strain gauge 48b and a first tension shaft 51 for connecting the strain gauge 48b and the test material 3 are provided. The disc-shaped fixing base 47 is connected to the longitudinally extending portion 36 by a fixing bolt 47a at the center thereof, and is connected to one end of the inner cylindrical body 48 through a vacuum seal and a plurality of connecting bolts 47b. The strain gauge 48b is fixed in the inner cylindrical body 48 via a fixture 48b1 and a mounting screw 48b2. A signal cord 48b3 for the strain gauge 48b is connected to an external control device via a cord seal portion 47c to which an airtight terminal is connected. Further, a linear ball bearing 48c, which is a linear motion support body, is fitted on the first tension shaft 51 between the strain gauge 48b and the test material 3 so that the first tension shaft 51 can slide with respect to the inner cylindrical body 48. The strain gauge 48b is hardly subjected to a load other than the longitudinal direction of the first tension shaft 51.
[0019]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the second connecting body 46 is configured as a rod-shaped second tension shaft 52 that connects the test material 3 and the second crosshead 32. A male screw 52 c is formed at the tip of the second tension shaft 52, and this tip is passed through a hole formed in the longitudinally extending portion 36 of the second cross head 32. Then, the second tension shaft 52 is fixed to the longitudinally extending portion 36 by tightening between the nut 52d screwed to the male screw 52c and the step 52e of the second tension shaft.
[0020]
As shown in FIGS. 4 and 5, the infrared condensing heating furnace 60 has a furnace chamber 62 which is a sealed chamber inside a furnace body 61 which is a sealed container body, and the furnace chamber 62 has an upper lid 63. By removing, it can communicate with the outside through the opening 61d. The furnace body 61 and the lid 63 are made of aluminum, and the inner surface of the furnace chamber 62 is gold-plated, and is supported on the upper base 44 by four legs 61a. Refrigerant passages 61b are formed at four corners of the furnace body 61, respectively, and the refrigerant is circulated through a circulation path (not shown) to cool the furnace body 61. Further, a communication pipe 61c that is always sealed for inserting a sample and a thermocouple from the outside is passed through the vicinity of the arrangement portion of the test material 3 in the furnace chamber 62.
[0021]
The furnace chamber 62 of the furnace body 61 has a cylindrical shape in which the cross-sections of two ellipses E and one focal point F1 of E are overlapped in common. Further, heaters 64 and 64 are arranged so that the centers of the heat generating parts 64a are arranged at the other focal points F2 and F2, respectively, and near infrared rays from the lid part 63 are placed on one focal point F1 by reflection of the inner surface of the furnace chamber 62. The placed test material 3 is efficiently radiated.
[0022]
The observation window 63a of the lid 63 is configured so that the transparent quartz glass 63b is pressed and held by the opening plate 63c so that the test material 3 can be observed from the objective lens 2 through the quartz glass 63b. A gas injection port 63e that communicates with the conical hole 63d and sends gas into the furnace chamber 62 is attached to one end of the lid 63. The gas injection port 63e is normally closed by a sealing screw 63f, and various gases are injected into the furnace chamber 62 as necessary.
[0023]
The lid 63 has an arc surface 63g fitted into the opening 61d of the furnace body 61, and a vacuum seal 61e is brought into contact with the upper part of the furnace body 61 to close the opening 61d of the furnace body 61. A vacuum seal 61e is provided on the upper peripheral surface of the opening 61d. A mounting screw (not shown) is passed through the lid 63 and screwed into the furnace main body 61, and the flange 63h is pressed against the vacuum seal 61e so that the furnace chamber 62 is externally provided. Seal.
[0024]
The heater 64 that emits near-infrared rays is provided with the same tungsten conductor portions 64b and 64b at both ends of a tungsten heat generating portion 64a located at the center of a transparent quartz tube portion 64f, which is an example of a transparent hollow body. It is overhanging. At each end, the conductive wire portion 64b and the terminal 64d are joined by a molybdenum joining foil 64c, and the joining foil portion is pinched off to maintain the inside of the tube portion 64f in an airtight state. Each terminal 64d is supported at both ends of the pipe portion 64f by an insulator 64e.
[0025]
The heater 64 penetrates through holes of heater fixing bases 65 a and 65 a provided at both ends of the infrared condensing heating furnace 60. Then, a screw not shown through the vacuum seals 65c and 65c and the heater fixing lids 65b and 65b is screwed into the heater fixing bases 65a and 65a and pressed, so that the boundary between the inside and outside of the furnace chamber 62 is formed by the vacuum seals 65c and 65c. The furnace chamber 62 is sealed in a sealed state.
[0026]
Further, in order to prevent the vacuum seal 65c from deteriorating due to heat generated from the heat generating portion 64a, the contact portion of each vacuum seal 65c is positioned with the conductive wire portion 64b generating little heat, and this heat generating portion 64a is connected to each vacuum seal. It arrange | positions inside the contact part of 65c. That is, the pipe portion 64f is fixed to the furnace main body 61 via the vacuum seal 65c so that the terminal 64d is positioned outside the furnace main body 61, and the heater 64 has an inner side with respect to the contact portion of the vacuum seal 65c. A heat generating portion 64a is arranged.
[0027]
As shown in FIGS. 1, 5, and 8, the furnace body 61 includes first and second opening members 66 and 67 for inserting the first and second tension shafts 51 and 52 in the left and right directions of FIGS. And a vacuum suction port 68 on the right side. The first and second tension shafts 51 and 52 respectively have upper flat projecting portions 51b and 52b projecting from opposite ends, and latching projections 51a and 52a projecting upward. The test material 3 can be pulled by the first and second tension shafts 51 and 52 by fitting the latching projections 51a and 52a into the small holes 3a and 3a formed on both sides of the test material 3. It is. In addition, these latching protrusions 51a and 52a are inclined so as to be separated from each other toward the tip, and are configured to be pressed against the projecting portions 51b and 52b as the tensile stress is applied to the test material 3. .
[0028]
As shown in FIGS. 4, 5, and 8, a quartz glass tube 69 having a notch 69 a in its upper portion is spanned between the first and second openings 66 and 67, so that the test material 3 is mounted or broken. The fall at the time is prevented. The quartz glass tube 69 is transparent so that heating by the heater is not hindered.
[0029]
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, an outer cylindrical body 70 is fitted on the outside of the inner cylindrical body 48 via a vacuum seal 49. The vacuum seal 49 seals the internal space 48a formed by the inner cylindrical body 48 and the outer cylindrical body 70 from the outside, and the longitudinal direction of the first tension shaft 51 between the vacuum seal 49 and the outer cylindrical body 70. Allow relative movement with respect to. The outer cylindrical body 70 has a flange 70a facing the flange 66a of the infrared condensing heating furnace 60 on the right side. A vacuum seal 66b is interposed between the flange 66a and the flange 70a, and the first clamp 66c By tightening the flange 66a and the flange 70a so as to be close to each other, the outer cylindrical body 70 and the first opening member 66 are connected in a sealed state.
[0030]
As shown in FIGS. 1, 5, and 7, the flange 71a of the seal cylinder 71 fitted on the second tension shaft 52 is similarly connected to the flange 67a of the second opening member via a vacuum seal 67b and a second clamp 67c. Is done. The seal cylinder 71 contacts the second tension shaft 52 via the vacuum seal 72 and prevents the right end of the seal cylinder 71 from communicating with the outside. The suction pipe 73 is also connected to the flange 68a of the suction hole 68 via the vacuum seal 68b and the third clamp 68c with the flange facing each other.
[0031]
Next, how to use the above-described stress application observation system 1 and its operation will be described.
First, the test material 3 is latched between the latching protrusions 51a and 52a, and the lid 63 is closed. Next, a microscope (not shown) is operated so that a desired portion can be seen from the observation window 63a. Further, air in the furnace chamber 62 is sucked from the suction pipe 73, and when the pressure in the furnace chamber 62 is sufficiently reduced, gas is injected from the gas inlets 75, 63e and the like, if necessary.
[0032]
Then, the drive motor 40 is driven to move the first and second cross heads 31 and 32 in the separating direction. At this time, the relative displacement amounts of the first and second cross heads 31 and 32 are detected by the rotary encoder 42, and the tensile stress applied to the test material 3 is detected by the strain gauge 48b. The drive motor 40 can be controlled by feeding back the information of the rotary encoder 42 and the strain gauge 48b. And it becomes possible to maintain the test material 3 under high temperature, such as 1100 degreeC, by supplying with electricity to the heater 64, for example. The temperature of the test material 3 is detected by a thermocouple (not shown), and the information is used for controlling the heater 64.
[0033]
By the action of the vacuum seal 49, the inner space 48 a of the inner cylindrical body 48 and the outer cylindrical body 70 forms a sealed space AS together with the previous sealed chamber 62. Here, since only the linear motion support 48c having a very small frictional resistance is interposed between the test material 3 and the strain gauge 48b, the strain gauge 48b accurately measures the tensile stress applied to the test material 3. It becomes possible. On the other hand, in the mode of FIG. 2 shown as a comparative example, the strain gauge 48b is interposed between the fixed tension shaft 47 ′ connected to the first cross head and the first tension shaft 51 without being vacuum shielded. However, in the comparative example, it is understood that a vacuum seal 66d is interposed in the first tension shaft 51 between the test material 3 and the strain gauge 48b, which will cause an error in the measurement of the strain gauge 48b.
[0034]
In the present embodiment, the test material 3 is formed in a small piece so as to be suitable for microscopic observation, and the load load on the tension shafts 51 and 52 is relatively small. Therefore, the frictional resistance between the vacuum seal and the tension shaft is less than the load load. Relatively large. Therefore, in the present embodiment, it is meaningful to dispose the strain gauge 48b in the sealed space AS as described above to eliminate the adverse effect caused by the frictional resistance between the vacuum seal and the tension shaft.
[0035]
Next, with reference to FIG. 11, different usage forms of the infrared condensing heating furnace 60 described above will be described. This example is applied when observation is performed without applying the tensile stress as described above to the test material. In each of the following different embodiments, the same reference numerals are given to the same members as in the previous embodiments.
[0036]
In the test, the second opening member 67 is removed and closed with a lid, and vacuum suction is performed from the first opening member 66 side. The first inlet 61f is closed with a sealing screw 76, and if necessary, a gas or the like is injected from the inlet 75 attached to the second inlet 61g, so that the inside of the furnace chamber 62, which is a sealed chamber, has a specific gas atmosphere. can do. Further, the sealing screw 77 is removed, a rod-shaped thermocouple 78a is inserted through the communication path 61c, and a crucible 78b for receiving the test material is attached to the tip of the thermocouple 78a. And the test material 79 is accommodated in this crucible 78b, and this is observed under heating.
[0037]
Next, another embodiment of the infrared condensing heating furnace will be described with reference to FIGS.
In the embodiment, four ellipses E sharing the first focal point F1 are arranged in the furnace main body 61 which is a sealed container main body. The heaters 64 are arranged at the other second focal point F2, and these heaters 64 are arranged every 90 degrees. The lid 63 has a thickness greater than that of the previous embodiment, but is substantially provided at the top of the furnace body 61 in the same manner.
[0038]
This embodiment is different from the previous embodiment in that a pair of water-cooled electrodes 81, 81 are provided along the first focal point F1 at the center of the furnace body 61. An insulating cylinder 81b is fitted to the outside of the base 81a, and the insulating cylinder 81b and the furnace body 61 are sealed and fixed by an electrode fixing lid 86a and a vacuum seal 86b. A heater plate 82, which is a second heater made of bent tungsten or the like, is fixed between the water-cooled electrodes 81 and 81 by heater pressers 81c and 81c, respectively. A double-structured inner cylinder 81d and outer cylinder 81e are provided on the outside of each water-cooled electrode 81, and the cooling water supplied from the water injection port 87a is discharged from the inner cylinder 81d to the outside through the outer cylinder 81e and the drain port 87b. Then, the entire water-cooled electrode 81 is cooled. If necessary, gas or the like is injected from the inlet 88a, and the gas in the sealed space AS is sucked and discharged from the outlet outlet 88b.
[0039]
A crucible 83 is installed in the center of the upper side of the heater plate 82, and a test material 89 is placed therein. A cylindrical heat shield 84 made of the same material as the heater plate 82 is provided between the water-cooled electrodes 81 and 81. An observation hole 84 a is formed above the heat shield 84. In addition, a thermocouple 85 is connected to the lower portion of the heater plate 82 through a hole 84 b formed below the heat shield 84. Although not shown, the heat shield 84 is separable left and right at the center, and the test material 89 can be replaced.
[0040]
When energization is performed between the water-cooled electrodes 81, 81, the heater plate 82 generates heat, and the test material 89 in the crucible 83 is heated. When energization of each heater 64 is performed, the heat shield 84 is heated by the heater 64, and heat dissipation due to heating from the heater plate 82 is prevented. Further, the heat shield 84 also prevents the heat generating portion 64a of each heater 64 from being heated reversely by the heater plate 82. In the present embodiment, by using both the heater 64 and the heater plate 82, it is possible to raise the temperature of the test material 89 in the crucible 83 to about 2500 degrees Celsius.
[0041]
Finally, the possibilities of further embodiments of the present invention will be enumerated.
In the above embodiment, the vacuum chambers 65 c are provided on the left and right sides of the heater 64 to prevent the furnace chamber 62 near the test material 3 from communicating with the outside.
[0042]
In the above embodiment, the infrared condensing heating furnace is used as the observation closed container, but other heating furnaces may be used. Moreover, you may comprise the observation airtight container so that temperature control may be carried out in the cooling state by liquid nitrogen or a Peltier device.
[0043]
In the above embodiment, the first and second tensile shafts 51 and 52 are moved away from both ends of the test material 3 to apply tensile stress to the test material 3. However, as shown in FIGS. 9 and 10, the protruding portions 51 b and 52 b are further protruded and the positions of the latching protrusions 51 a and 52 a are interchanged so that the first and second tension shafts 51 and 52 are separated from each other. When moved, the latching protrusions 51a and 52a may be brought close to each other to apply a compressive stress to the test material 3. 52 is provided with a long hole 52f through which a latching protrusion 51a protruding from 51b is passed. Moreover, when the slope S is provided at each tip of the latching protrusions 51a and 52a, the test material 3 can be easily fitted into the small hole 3a. In the present embodiment, the latching protrusions 51a and 52a are inclined so as to be closer to each other toward the tip, and are configured to be pressed against the protruding portions 51b and 52b as the compressive stress is applied to the test material 3. It is.
[0044]
In each of the above embodiments, tensile or compressive stress is statically applied to the test material 3, but these stresses may be used dynamically as a repeated load. Further, heating with a heater and non-heating may be repeated.
[0045]
In the above embodiment, each heater 64 is formed in a rod shape, and the furnace main body 61 is penetrated at two locations, and each terminal 64 d is exposed to the outside at both ends of the heater 64. However, the pair of terminals 64d and 64d may be provided on one side of the rod-shaped tube portion, and the heater 64 may be passed through the furnace body 61 only at one location on the pair of terminals 64d and 64d side. The hollow body 64f may be formed in a spherical shape as well as a cylindrical tube portion. At this time, the furnace chamber may be configured as an elliptical rotating body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a stress application observation system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a comparative example of the first connector.
FIG. 3 is a plan view of a main part of the tester.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an infrared condensing heating furnace.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view in the vicinity of the first connector.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a seal cylinder.
FIG. 8 is a plan view of the vicinity of a test material installation portion.
FIG. 9 is a side view of the vicinity of a test material installation section according to a second embodiment.
FIG. 10 is a plan view of FIG. 9;
FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 5 showing a different usage form of the infrared condensing heating furnace.
FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 4 showing a third embodiment of the infrared condensing heating furnace.
13 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stress giving observation system 2 Objective lens 3 Test material 3a Small hole 10 Stress giving observation apparatus 20 Base 21 Leg part 22 Base 23 First movable stand 23a, 24a Operation handle 24 Second movable stand 30 Tester 31 First crosshead 32 Second crosshead 33 Linear guide 34 Slider 35 Lateral extension 36 Vertical extension 37 Bearing 38 Ball screw 38a Right screw 38b Left screw 39a First movable screw 39b Second movable screw 40 Drive motors 41a and 41b Drive belt 42 Rotary Encoder 43 Conductive belt 44 Upper base 45 First connecting body 46 Second connecting body 47 Fixing base 47a Fixing bolt 47b Continuous bolt 47c Cord seal portion 47 'Fixing tension shaft 48 Inner cylindrical body 48a Internal space 48b Strain gauge 48b1 Mounting tool 48b2 mounting Screw 48b3 cord 48c Linear motion support 4 Vacuum sealing (relatively movable)
51 First Tensile Shaft 52 Second Tensile Shaft 51a, 52a Hanging Projection 51b, 52b Overhang 52c Male Thread 52d Nut 52e Step 52f Long Hole 60 Infrared Condensing Heating Furnace (Airtight Container for Observation)
61 Furnace body (sealed container body)
61a Leg 61b Refrigerant passage 61c Communication passage 61d Opening 61e Vacuum seal 61f First inlet 61g Second inlet 62 Furnace chamber (sealed chamber)
63 Lid portion 63a Observation window 63b Quartz glass 63c Opening plate 63d Conical hole 63e Third inlet 63f Sealing screw 63g Arc surface 63h Hook portion 64 Heater 64a Heating element 64b Conductive portion 64c Joining foil 64d Terminal 64e Linger 64f Transparent tube portion (Cavity body)
65a heater fixed base 65b heater fixed lid 65c vacuum seal 66 first opening member 66a flange 66b vacuum seal 66c first clamp 66c 'seal foil 66d vacuum seal 67 second opening member 67a flange 67b vacuum seal 67c second clamp 68 suction port 68a Flange 68b Vacuum seal 68c Third clamp 69 Tube 69a Notch 70 Outer cylindrical body 70a Flange 71 Seal cylinder 72 Vacuum seal (relatively movable)
73 Suction tube 75 Inlet 76 Sealing screw 77 Sealing screw AS Sealing space E Ellipse F1 One focus F2 The other focus S Slope 78a Thermocouple 78b Crucible 79 Test material 80 Infrared condensing heating furnace (sealed container for observation)
81 Water-cooled electrode 81a Base 81b Insulating cylinder 81c Heater presser 81d Inner cylinder 81e Outer cylinder 82 Heater plate (second heater)
83 Crucible 84 Heat shield 84a Observation hole (through hole)
84b hole 85 thermocouple 86a electrode fixing lid 86b vacuum seal 87a water inlet 87b water outlet 88a water inlet 88b outlet 89 test material.

Claims

A furnace main body having a furnace chamber for storing a test material and capable of depressurization; and a heater for heating the test material with infrared rays, the heater comprising a transparent cavity, a pair of terminals, a heating element, and each of the above A lead wire portion positioned between the terminal and the heating element, and by penetrating the hollow body on the furnace body side, the heating element is positioned in the furnace chamber and the terminals are positioned outside the furnace chamber, By providing a seal between the furnace body side portion and the hollow body, the furnace chamber is kept in a hermetically sealed state, and the conductor is positioned at the contact portion of the seal, whereby the heating element is moved from the contact portion of the seal. An infrared high-temperature heating furnace that is disposed inside to prevent deterioration of the seal due to heat generated by the heating element.

2. The heater according to claim 1, wherein the heater chamber is formed in a cylindrical shape along the rod-shaped heater, and the heater is passed through a pair of through holes formed on the furnace body side. Infrared high-temperature furnace.

The infrared high-temperature heating furnace according to claim 1 or 2, wherein a second heater is provided in the furnace chamber and the test material is installed on the second heater.

The infrared high temperature heating furnace according to claim 3, wherein a cylindrical heat shield is provided around the test material and the second heater.

The infrared high temperature heating furnace according to claim 4, wherein the furnace body has a transparent observation window, and a through hole for observing the test material is formed on the observation window side of the heat shield.