у установки з дуговими лампами високої інтенсивності використовують як імітатори сонця.
Оптичні печі з дугового лампою високої інтенсивності відрізняються великими габаритами через значні розмірів лампи і концентраторів. У цих печах складно підтримувати з достатнім ступенем точності постійного променистого потоку через великій швидкості згоряння вугілля, тому час робочого циклу печі невелике (заміну вугіль здійснюють в середньому через кожні 15 хвилин). Оптичні печі з дугового лампою високої інтенсивності використовують для вирощування монокристалів напівпровідникових матеріалів, для зонної плавки металів, вивчення фізико-хімічних властивостей різних матеріалів при високих температурах і в інших випадках високотемпературного нагріву зразків.
Оптичні печі з газорозрядними джерелами випромінювання . Застосування ксенонових ламп в якості джерела випромінювання в оптичних печах дозволило усунути більшість недоліків, властивих установкам з дуговими лампами високої інтенсивності. Оптичні печі з ксеноновими лампами надвисокого тиску в якій створюється температура нагріву 1500-2000 0 С, в ній не виділяються гази, що забруднюють навколишнє середовище, це пояснюється тим, що дугового розряд відбувається в герметичному балоні.
Особливості оптичних печей.
Оптичні печі характеризуються рядом наступних особливостей, які в поєднанні з джерелом випромінювання визначають можливості та методичні прийоми їх використання:
а) створення променистих потоків великої щільності (1000 вт/см 2), чим забезпечується високотемпературний нагрів практично будь-яких матеріалів незалежно від їх електричних, магнітних і ін. властивостей;
б) відносно невелика кількість спрямовується в фокальна пляма енергії. Вступник в робочу зону променистий потік визначається розмірами дзеркал, оптичною системою установки, потужністю і спектральним складом джерела випромінювання.
Робоча зона печі за обсягом невелика (визначається декількома кубічними сантиметрами), завдяки чому тільки деяка частина зразка великих розмірів знаходиться в зоні високих температур, інші ділянки залишаються холодними і нагріваються значно менша за рахунок теплопровідності матеріалу. Завдяки цьому нагрівається матеріал контактує з тиглем або держателями в зоні знижених температур. Це дозволяє уникнути небезпеки реакції або забруднення зразка матеріалом тигля, що може статися при високих температурах.
Зразки нагрівають як на повітрі, так і в спеціальній камері з матеріалу, прозорого для променистого потоку. У камері може бути створена будь бажана середу. Цим забезпечується необхідна ступінь чистоти оброблюваного матеріалу.
Зразок в камері може бути закріплений за допомогою голчастих утримувачів, чим забезпечується його мінімальний контакт з іншими матеріалами.
Вимірювання досліджуваних параметрів матеріалів можуть бути виконані безпосередньо під час нагрівання їх до високих температур.
Можливість безперервної і стабільної роботи в печах з штучним джерелом випромінювання цілком залежить від режиму роботи застосованої лампи. Стабільність променистого потоку залежить від стабільності вихідних параметрів джерел живлення.
Однією з особливостей притаманною будь-яким оптичним печам (сонячним або зі штучним випромінювачем), є нерівномірний розподіл щільності променистої енергії в фокальному плямі. Це пояснюється, з одного боку, нерівномірної променистого джерела випромінювання, а з іншого - законами відбиття геометричної оптики.
Зазначена особливість виражається в тому, що величина щільності променевого потоку в фокальному плямі оптичної печі спадає від максимального значення в центрі до країв плями.
Нерівномірне щільність променистого потоку в фокальному плямі призводить до створення температурних градієнтів на поверхні опромінюються зразків. Це явище може бути частково усунуто перерозподілом щільності променевого потоку, відбитого про концентратора.
Характерною особливістю більшості оптичних печей є можливість механічного регулювання щільності потоку в плямі. Механічне регулювання засноване на зменшенні сумарного променистого потоку, що потрапляє в робочу зону установки, за рахунок чого знижується температура нагріву зразка. Таке регулювання можна здійснити, застосовуючи затінювач різного типу.
В оптичних печах з різними оптичними системами і джерелами випромінювання питома потужність коливається від 100 до 1000 вт/см 2 і вище, забезпечуючи при цьому температуру нагрівання реального тіла в межах 500 - 3500 0 С. Якщо нагрівається тіло являє собою порожнину діаметром, рівним робочому плямі печі, то весь тепловий потік затрачається на нагрів тіла і в печі мож...
