气氛炉是一种能够转换、调节炉膛内气氛,以使材料在特定气氛下烧结的加热设备.气氛炉在半导体材料研究、IC制造等领域中有着广泛的应用.本论文的主要内容是论述高温气氛炉的设计和制作过程.其指导思想是:既要保证在高温烧结时的密封性,又要求可以改变炉膛内的气氛,实现温度和气氛的控制.其中气氛炉的结构设计是最关键的部分.我们参考了实验室普通箱式加热炉、美国LINDBERG公司51644型箱式加热炉和某实验室正在使用的国产气氛炉成品(前两者并不用于气氛烧结)的结构.针对国产气氛炉在使用时存在刚玉管受力太大导致寿命不长的问题,我们提出了自己的改进办法,即延长刚玉管长度,采取措施实现常温法密封,实施后达到了预想的效果.设计过程中,我们先后提出过数个设计方案,几经修改,最后确定用实验室的原有设备改装.本论文的第一章将讨论这些方案的设计思路,及其优缺点.第二章阐述高温气氛炉的热设计,即炉体耐火保温材料、料盘与滑块的选择、炉子的功率、加热元件的选用、温场分布等等.接下来的一章研究氧探头的原理及用其实现氧分压测量的方法.第四章论述控温电路的设计,我们既可用PID调节器,也可用自行设计的电路实现对炉膛的温度控制.第五章讨论高温气氛炉控制电路的可改进之处,以提高操作的自动化程度.在附录中我们将说明高温气氛炉的使用及维护.完工后的高温气氛炉主要技术指标有:最高工作温度1400℃;最高升温速率800℃/小时;最大加热功率6.6KW;氧气氛检测范围100％~10<-12>ppm(10<-18>),并可实现炉膛内氮气、空气、氢气、惰性气体等气氛下的氧分压控制和切换.高温气氛炉集炉体与控制电路于一身,具有体积小、耗电少、重量轻、操作方便、操作者的劳动强度小等特点.非常适合实验室进行特定气氛下烧结电子材料的试验.