在真空爐中，石墨電極頭 （用于導電、加熱或支撐的要害部件）的溫度操控直接影響加熱功率、工藝安穩性及電極壽數。其溫度規模需依據具體運用（如燒結、CVD、石墨化等）準確調控，以下是操控要點：
一、石墨電極頭的典型溫度規模
運用場景
溫度規模
操控方針
低溫處理
室溫~800℃
防止氧化，保證導電安穩性
高溫燒結
800~1800℃
均勻加熱，防止熱應力開裂
CVD沉積
1000~2200℃
準確控溫（±5℃），保證膜層質量
石墨化處理
2000~3000℃
極限高溫下的抗氧化與結構完整性
二、溫度操控的核心辦法
1.加熱方式與功率調理
電阻加熱：
    通過調整輸入電流/電壓操控溫度（需考慮石墨電阻率隨溫度變化）。
    公式：功率 P=I2R ，其中石墨電阻R隨溫度升高而下降（負溫度系數）。
感應加熱：
    高頻感應線圈非觸摸加熱，升溫快但需準確操控頻率以防止局部過熱。
2.溫度監測技術
熱電偶：
    選用C型（鎢錸5/26） 或 B型（鉑銠30/6） 熱電偶，最高耐溫2300℃。
    裝置方位：電極頭外表或近端（防止直觸摸摸電流途徑）。
    紅外測溫：適用于高溫或旋轉電極，需校準石墨發射率（一般0.7~0.9）。
3.控溫戰略
    PID閉環操控：依據熱電偶反應動態調理功率，減少超調（參數需針對石墨熱慣性優化）。
    多段程序升溫：分階段設定升降溫速率（如：低溫段5℃/min，高溫段2℃/min）。
三、要害注意事項
1.防止氧化與蒸發
    真空度要求：溫度＞500℃時，通入Ar/H2維護氣。
    涂層維護：電極頭外表涂覆 SiC 、TaC 或 熱解碳 ，延伸高溫壽數。
2.防止熱應力損壞
    均勻加熱：多電極對稱布局，防止單側過熱（如三相交流供電平衡）。
    結構設計：極頭與銜接件選用 錐形螺紋 或 彈性夾持 ，補償熱膨脹差異。
3.電流密度約束
    安全規模：石墨電極的電流密度一般≤20A/cm2（高溫下需降至10A/cm2以下）。
    觸摸電阻辦理：電極與銅纜銜接處運用 石墨銅復合墊片 ，減少觸摸發熱。
四、常見問題與解決方案
問題
原因
解決方案
電極頭開裂
熱應力或機械振動
優化升降溫曲線，加強支撐結構
溫度動搖大
PID參數未調優或熱電偶故障
重新校準熱電偶，調整PID積分時刻
外表氧化脫落
真空走漏或維護氣不足
檢查密封性，增加涂層或氣體流量
電流過載發熱
觸摸不良或電流密度過高
清潔觸摸面，下降工作電流
五、運用事例
    碳化硅燒結爐：石墨電極頭需在2100℃±10℃下安穩工作，選用 C型熱電偶+紅外雙反應 ，合作Ar維護氣。
    金剛石薄膜CVD：電極頭溫度操控在900~1200℃，通過 脈沖電流調理 防止甲烷裂解不均。
六、總結
石墨電極頭的溫度操控需歸納：
    加熱方式 （電阻/感應）與 功率精準調理；
    多傳感器監測 （熱電偶+紅外）與 閉環操控；
    抗氧化措施 （真空/涂層）與 熱膨脹補償；
    電流密度辦理 防止局部過熱。
    通過上述辦法，可保證電極頭在極端高溫下安穩工作，延伸運用壽數并提高工藝一致性。