多壁碳管生長爐作為制備多壁碳納米管（MWCNT）的核心設備，有哪些功能？

一、核心功能模塊

1. 多溫區精準控溫系統
   • 功能：通過獨立控溫的加熱區（如3-5溫區）實現溫度梯度控制，滿足催化劑活化、碳源裂解、碳管生長及冷卻等不同階段的溫度需求。
   • 技術參數：
     • 溫度范圍：600-1500℃（部分設備可達1700℃），控溫精度±1℃，升溫速率可編程調節（如1400℃以下≤10℃/min）。
     • 加熱元件：硅鉬棒、硅碳棒或電阻絲，搭配B型/S型熱電偶實現閉環控制。
   • 案例：BTF-1500C-CVD設備采用模糊PID控制，支持30段可編程升溫程序，適應浮動催化法等復雜工藝。
2. 氣體流量動態調控系統
   • 功能：精確控制碳源（甲烷、乙烯等）、載氣（氬氣）、活化氣體（氫氣）及摻雜氣體的流量與比例，優化碳管直徑、層數及缺陷密度。
   • 技術參數：
     • 氣路配置：4-5路高精度質量流量計，精度±1.5%，響應時間1-4秒。
     • 預處理模塊：氣體預熱爐（如300mm加熱區）降低冷氣流對反應腔體的沖擊。
   • 案例：SGN-01設備通過多級霧化超聲進料設計，實現進料均勻性，提升批次一致性。
3. 催化劑與碳源輸送系統
   • 功能：支持液相（如二茂鐵溶液）或固相催化劑的精準輸送，并通過活動式進液口調節溫度與位置，優化催化劑在反應區的分布。
   • 技術參數：
     • 輸送方式：雙罐雙泵系統（如BST-1200C-CVD），支持催化劑濃度動態調整。
     • 進液口設計：測溫熱電偶+可調位置結構，防止局部過熱導致催化劑失活。
   • 案例：BTF-1400C-III-VT設備采用注液針頭高度可調設計，適應不同工藝需求。
4. 連續收料與防堵塞機制
   • 功能：通過旋轉濾網、攪動裝置或轉軸收料系統實現碳管的連續收集，避免反應器出口堵塞。
   • 技術參數：
     • 收料倉容量：85L（雙罐設計），支持長時間連續生產。
     • 防堵設計：可轉動式濾網（如BTF-1500C-CVD）或攪動裝置（如流化床反應器）。
   • 案例：SGN-01設備配備轉軸收料系統，實現不停機連續收料，提升生產效率。

二、安全防護機制

1. 壓力與氣體泄漏監測
   • 自動泄壓裝置：壓力超過上限自動泄壓（如BTF-1500C-CVD）。
   • 氫氣報警器：檢測到氫氣超標時切斷非惰性氣體進氣，防止爆炸風險。
   • 易燃易爆氣體探測器：全天候監測環境氣體濃度（如SGN-01設備）。
2. 多重連鎖保護
   • 超溫報警、斷偶保護、水壓不足保護、氣壓過大保護、漏電保護等（如SGN-01設備的30重安全機制）。
   • 爐體防爆設計：不銹鋼密封結構+水冷層保護（如SGN-01設備局部水冷層設計）。
3. 緊急停機與快速冷卻
   • 水平導軌設計：反應后可將爐體推出，使石英管暴露于空氣中快速冷卻（如臥式管狀電爐）。
   • 水冷法蘭：爐管下端法蘭采用水冷結構，加速散熱（如BTF-1400C-III-VT設備）。

三、工藝適配性與擴展性

1. 多工藝兼容性
   • 支持浮動催化法、化學氣相沉積法（CVD）、流化床法等多種制備工藝。
   • 爐管材質可選石英管（耐高溫、透明觀察）或高純剛玉管（耐腐蝕、高溫穩定性）。
2. 模塊化設計
   • 真空系統接口：支持快速置換爐內氛圍，適應不同氣體環境需求。
   • 可定制法蘭接口：如KF25轉接頭或1/4"不銹鋼卡套接頭，便于氣路擴展。
3. 規模化生產支持
   • 恒溫區長度：>400mm（如臥式管狀電爐），適合多組試樣同時實驗。
   • 年產量：部分設備支持1-2噸級宏量生產（如BST-1200C-CVD）。