一、工藝機(jī)理與關(guān)鍵控制因素

焙燒/煅燒的本質(zhì)是在空氣或惰性氣氛下，使前驅(qū)體發(fā)生熱分解、脫水/脫硫、晶型轉(zhuǎn)變與再結(jié)晶，從而去除揮發(fā)性雜質(zhì)（如H?O、CO?、SO?）、調(diào)控晶相與形貌、提升活性與分散性。顏料體系（如鈦白粉 TiO?）在煅燒中需特別注意游離水、結(jié)合水與SO?的釋放，若排氣不暢會(huì)形成腐蝕性酸氣，影響電熱元件與腔體壽命。通過控制溫度、升溫速率、保溫時(shí)間、氣相組成，可選擇性改變化合物組成與晶形，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)去除與目標(biāo)相穩(wěn)定化。

二、標(biāo)準(zhǔn)化操作流程與參數(shù)窗口

1. 設(shè)備調(diào)試與校準(zhǔn)

升溫速率能力：陶瓷纖維馬弗爐可實(shí)現(xiàn)10–20℃/min的快速升溫，顯著縮短升溫至目標(biāo)溫區(qū)的時(shí)間；常用控溫精度可達(dá)±1℃。換型工藝前，建議以1000℃×1h進(jìn)行均勻性與報(bào)警功能驗(yàn)證（含超溫報(bào)警、開門斷電）。

2. 樣品與裝爐

前驅(qū)體/載體盡量制成薄片、顆?；驕\層平鋪（坩堝或剛玉托盤），樣品間距≥2 cm，避免遮擋熱風(fēng)與輻射面；含硫/酸性前驅(qū)體（如硫酸法TiOSO?→TiO?）建議使用高純氧化鋁坩堝并避免與金屬部件直接接觸。

3. 升溫程序模板（分段控溫）

脫附/脫水段：室溫→150–300℃，升溫速率5–10℃/min，保溫1–2 h（去除物理水與部分結(jié)合水）。

分解/晶型轉(zhuǎn)變段：按體系選擇目標(biāo)溫區(qū)（見第三部分案例），升溫速率3–8℃/min，保溫1–3 h（視裝量與厚度調(diào)整）。

冷卻策略：優(yōu)先自然冷卻至≤500℃后再開爐門取出，必要時(shí)以≤10℃/min受控冷卻，降低熱震開裂與返潮風(fēng)險(xiǎn)。

4. 氣氛與排氣

中性/惰性氣氛（N?/Ar）有利于抑制氧化與揮發(fā)物二次反應(yīng)；含硫/酸性揮發(fā)物工況應(yīng)保持微正壓并及時(shí)排氣，避免酸氣在腔內(nèi)冷凝回流腐蝕加熱元件與內(nèi)襯。

三、顏料體系工藝參考與參數(shù)優(yōu)化路徑

1. 鈦白粉（硫酸法前驅(qū)體）焙燒

關(guān)鍵反應(yīng)：水合二氧化鈦脫水/脫硫并轉(zhuǎn)為銳鈦型TiO?；釋放的H?O與SO?易形成硫酸，需配置溫控排氣與酸性氣體吸附（如堿石灰/無水硫酸鈣）以保護(hù)電熱組件與改善作業(yè)環(huán)境。

工藝要點(diǎn)：在中高溫段分段保溫，確保SO?充分脫附；控制升溫速率避免“爆沸式"釋氣導(dǎo)致粉體飛散與夾帶；冷卻階段維持微正壓與通暢排氣，直至腔體溫度<80℃再停機(jī)開蓋。

2. 載體焙燒（如Al?O?、SiO?、TiO?載體）

目標(biāo)：去除模板/有機(jī)殘留、調(diào)控比表面積/孔徑/晶型，為后續(xù)負(fù)載與涂覆提供穩(wěn)定載體。

參考窗口：常見載體在400–600℃完成有機(jī)殘留脫除與表面活化；>800℃可能發(fā)生相變/燒結(jié)致密，需結(jié)合BET、XRD、SEM評(píng)估比表與孔結(jié)構(gòu)變化，避免過度燒結(jié)。

3. 熱解炭化（有機(jī)前驅(qū)體→炭載體/功能碳）

參考窗口：以5–10℃/min升至600–800℃并保溫0.5–2 h可實(shí)現(xiàn)多數(shù)有機(jī)物的熱解與炭化；惰性氣氛（N?/Ar）下可獲得更規(guī)整孔結(jié)構(gòu)。產(chǎn)物收率與升溫速率、終溫、保溫時(shí)間強(qiáng)相關(guān)，建議做TGA–DSC聯(lián)用以確定終溫與失重平臺(tái)。

4. 參數(shù)優(yōu)化方法

采用單因子/響應(yīng)面設(shè)計(jì)，系統(tǒng)考察溫度（±20–50℃步進(jìn)）×保溫時(shí)間（±0.5–1 h）×升溫速率（±2–5℃/min）對(duì)色相（ΔE）、粒徑/比表（BET）、揮發(fā)分/灰分與雜質(zhì)含量的影響；以目標(biāo)指標(biāo)（如ΔE≤1.0、比表≥80 m2/g、揮發(fā)分≤0.5%）進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。

四、EHS與設(shè)備維護(hù)要點(diǎn)

1. 酸性氣體與通風(fēng)

含硫/酸性揮發(fā)物工況應(yīng)配置溫控氣閥+酸性氣體吸附管（如堿石灰/無水硫酸鈣），并保持爐內(nèi)微正壓與排風(fēng)，防止酸氣在腔體與風(fēng)道冷凝回流；停機(jī)后待<80℃再開蓋，減少二次腐蝕與人身風(fēng)險(xiǎn)。

2. 爐體防護(hù)與壽命

陶瓷纖維爐膛熱容小、升溫快，但抗堿/酸性侵蝕能力有限；避免樣品與堿性/含氯氣氛直接接觸爐膛；定期清潔風(fēng)道與觀察窗，檢查加熱元件與熱電偶狀態(tài)，異常及時(shí)更換。

3. 操作邊界

嚴(yán)禁向爐內(nèi)灌注液體或易熔融金屬；長期運(yùn)行避免超過額定溫度；新爐或大修后按規(guī)程進(jìn)行烘爐（如200℃×4 h、200–600℃×4 h分段）以穩(wěn)定爐體結(jié)構(gòu)與溫場。

長優(yōu)化，以快速鎖定可復(fù)用的工藝窗口與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。