大管径立式管式炉：大尺寸样品与连续工艺的理想平台

在半导体、光伏、纳米材料及催化剂研究中，常需对长棒状、大直径样品或连续线材进行均匀热处理。大管径立式管式炉（Large-Diameter Vertical Tube Furnace）凭借其垂直布局、大内径（Φ100–500mm）、高温度均匀性等优势，成为此类应用的设备。

结构优势与工作原理

-立式设计：利用自然对流减少温度梯度，适合重力敏感工艺（如晶体生长）；

-大管径石英/刚玉管：内径可达500mm，长度1–3m，容纳大尺寸坩埚或舟皿；

-多温区独立控温：3–7个加热区，可构建线性或梯度温度场；

-气氛系统：上进下出或下进上出，确保气流均匀穿透样品。

关键技术参数：

-最高温度：1200°C（石英管）、1700°C（刚玉管）、2000°C（石墨管）；

-温度均匀区：±5°C over 300mm length；

-真空度：10⁻¹Pa（配分子泵）；

-自动化：升降台+机械臂，实现样品自动装卸。

典型应用场景：

1.单晶生长：蓝宝石泡生法（Kyropoulos）在Φ200mm刚玉管中进行；

2.碳纳米管阵列合成：Fe/Al₂O₃催化剂在Φ150mm石英管中CVD生长；

3.光伏硅锭退火：多晶硅块在Ar/H₂气氛中消除位错；

4.催化剂焙烧：蜂窝陶瓷载体在立式炉中均匀脱除模板剂。

与卧式炉对比优势

-无sagging（下垂）：长棒样品垂直悬挂，避免高温变形；

-气氛利用率高：气体沿轴向流动，死角少；

-易于扩展：可串联多台实现连续生产（如线材退火）。

发展趋势

-智能升降系统：程序控制样品进出速度，匹配热场；

-原位观测窗口：集成红外或可见光窗口，实时监控反应过程；

-模块化温区：用户按需组合加热段，降低成本。

大管径立式管式炉以空间与气流的巧妙设计，解决了大尺寸、高均匀性热处理的工程难题。它不仅是实验室的科研利器，更是迈向规模化新材料制备的重要桥梁。