在真空炉中，石墨立柱（Graphite Columns/Posts）的温度操控对结构稳定性、热均匀性及工艺重复性 至关重要。其温度操控需综合考虑热传导特性、机械应力分布、环境真空度及加热/冷却速率等要素。
1.石墨立柱温度操控的中心应战
轴向温度梯度大，高度方向热传导慢，导致弯曲变形（ΔL/L2＞0.1%），径向热膨胀不均，表面与芯部温差显着，产生环向裂纹（特别＞1200℃），电极联接点过热，触摸电阻会集发热，部分石墨氧化加速，冷却阶段应力会集，表里缩短速率差异，立柱表面坠落或开裂。
2.温度操控优化方案
(1)加热阶段操控
分区独立加热：将立柱沿高度分为3~4个温区 ，每区装备独立热电偶（Type C钨铼热电偶，0~2300℃）和PID操控器（调度精度±5℃）。
引荐参数：
低温段（RT~800℃）：升温速率≤5℃/min
高温段（800℃~政策温度）：升温速率≤3℃/min
热场均匀化规划
反射屏优化：在立柱周围安排多层钼箔反射屏（距离10~15mm），减少辐射热丢失。
辅佐加热器：在立柱底部加装环形石墨加热器，补偿底部散热（功率密度≤20W/cm2）。
(2)冷却阶段操控
阶梯式降温：从政策温度→1000℃：降温速率≤8℃/min。1000℃→600℃：降温速率≤5℃/min，＜600℃后可天然冷却
惰性气体淬火（可选）：通入高纯氩气（流量30~50L/min），加速冷却一同防止氧化（需协作气体导流板）。
(3)结构规划优化
开槽减应力：在立柱表面加工轴向散热槽 （深度3~5mm，宽度2mm），缓解热应力会集。
电极联接改善：选用锥形螺纹接口（石墨-钼复合电极），触摸压力≥1MPa，下降触摸电阻。
3.要害监测参数与办法
嵌入式热电偶（距离≤200mm），温差≤30℃（高度方向），红外热像仪（5~8μm波段），表面与芯部ΔT≤50℃，弯曲量≤0.05%高度，全长电阻过失≤±3%。
4.常见问题与解决方案
立柱顶部温度偏低，对流散热快+热传导短少，添加顶部辅佐加热器+优化反射屏距离。
冷却后出现纵向裂纹，热应力开释不均，冷却速率下降50%+增设保温途径（如800℃保温30min）
电极联接处电弧放电，触摸面氧化导致电阻增大，定时打磨触摸面+涂覆导电浆料（如石墨烯基）。
5.智能化操控晋级
数字孪生模型：依据COMSOL仿照立柱的温度-应力耦合场 ，预判热变形趋势并动态调整温区功率。
自适应PID算法：依据实时电阻改变自动调度输出功率（如模糊PID操控照顾时刻＜1s）。
7.维护与寿数延伸
定时检测：每100小时查看立柱表面氧化层厚度（超声波测厚，容许磨损≤0.2mm）。
旋转运用：每500小时将立柱旋转180°，均衡热负荷分布。
通过上述优化，石墨立柱的轴向温差可操控在±20℃以内，热应力损害危险下降60%。关于极点工况（如＞2000℃），建议选用C/C复合材料+内嵌钼合金支撑骨架的复合结构。