فرن المفل جهاز متخصص للتسخين عالي الحرارة، والحرق، والتكليس. يتراوح نطاق التحكم في درجة الحرارة عادةً بين 200 و1200 درجة مئوية/1600 درجة مئوية. يُسخن الفرن إما بمعزل عن الهواء أو في جو هوائي. يُستخدم هذا الجهاز بشكل أساسي في معالجة المواد الصلبة عند درجات حرارة عالية، وله تطبيقات رئيسية عديدة، منها:
I: تحديد محتوى الرماد في العينات (الأكثر شيوعًا):
الكشف عن محتوى الرماد في الأغذية والحبوب والزيوت والمنتجات الزراعية: التكليس عند 550 درجة مئوية حتى الوصول إلى وزن ثابت، وتحديد الرماد الكلي، والرماد الذائب في الماء/غير الذائب فيه، وتقييم الشوائب والمحتوى المعدني.
اختبار الرماد والمواد المتطايرة في الفحم والخامات والكتلة الحيوية.
تحليل جودة الفحم وفقًا للمعايير الوطنية، وتحديد نسبة الرماد عن طريق التكليس عند درجة حرارة عالية تبلغ 815 درجة مئوية.
مخلفات تكليس التربة والحمأة والنفايات الصلبة.
إزالة المواد العضوية وحساب محتوى المخلفات غير العضوية
رماد البلاستيك والمطاط والبوليمرات.
الحرق عند درجات حرارة عالية يزيل المواد العضوية. وزن الحشو المتبقي (كربونات الكالسيوم، الألياف الزجاجية، أكاسيد المعادن).
II. المعالجة الأولية للعناصر: يُستخدم الهضم الجاف لمعالجة العينات قبل الكشف عن المعادن الثقيلة والعناصر غير العضوية
النباتات، والأعشاب الطبية، والأطعمة: الحرق عند ٥٠٠ درجة مئوية، إذابة البقايا بالحمض، متبوعًا بتحليل الامتصاص الذري/ICP للمعادن مثل الرصاص والكادميوم والنحاس والحديد؛
الخامات والمواد الخام المعدنية: التحلل عند درجة حرارة عالية يزيل المواد العضوية والكبريتيدات، مما يسهل تحليل العينات لاحقًا.
ثالثًا: التحليل الحراري الوزني (TGA) وتجارب فقدان الوزن عند الاحتراق: المواد الكيميائية الخام، والمحفزات، والمواد المسحوقة: ضبط درجات حرارة عالية متدرجة لقياس فقدان الوزن، وماء التبلور، وتحلل الكربونات (يتحلل كربونات الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم عند درجة حرارة عالية).
III. تجارب التحليل الحراري الوزني وفقدان الوزن عند الاحتراق: المواد الكيميائية الخام والمحفزات والمواد المسحوقة: إعداد درجة حرارة عالية متدرجة لقياس فقدان الوزن وماء التبلور وتحلل الكربونات (يتحلل كربونات الكالسيوم إلى أكسيد الكالسيوم عند درجة حرارة عالية).
رابعًا: تلبيد/تكتل السيراميك والمساحيق والمواد غير العضوية
تلبيد الأجسام الخضراء والمساحيق الخزفية عند درجات حرارة عالية؛
IV: تحضير محفزات الألومينا والمناخل الجزيئية وأكاسيد المعادن، متبوعًا بتنشيطها عند درجات حرارة عالية؛
تكليس المساحيق النانوية والطلاءات الخزفية لإزالة الروابط العضوية وتحليل النترات، مما ينتج عنه مساحيق أكسيد نقية؛
اختبار أداء المواد الحرارية والطلاءات الزجاجية عند درجات حرارة عالية.
V: علم المعادن ومعالجة المعادن
تحميص الخامات: التحميص التأكسدي لخامات الكبريتيد، وتحليل خامات الكربونات؛
نفخ رماد المعادن وتحليله: التحليل الناري للذهب والفضة، والصهر عند درجات حرارة عالية وفصل المعادن النفيسة؛
تلدين وتلطيف عينات المعادن (معالجة حرارية مخبرية على نطاق صغير).
VI: تطبيقات مخبرية أخرى في درجات الحرارة العالية
صهر الزجاج وصهر العينات: صهر عينات السيليكات لتحليل الأشعة السينية الفلورية (XRF)؛
إزالة المواد العضوية المتبقية من البواتق والأوعية: تنظيف بوتقات الكوروندوم والخزف بالتكليس في درجات حرارة عالية؛
VII: تفاعلات التحلل الحراري (تحلل بيكربونات الصوديوم وكربونات الكالسيوم)، وعروض توضيحية لتفاعلات الأكسدة والاختزال في درجات حرارة عالية؛
تجديد الكربون المنشط والمواد الماصة في درجات حرارة عالية (التكليس في الهواء لإزالة المواد العضوية الممتصة). ٧. مرجع درجات حرارة التشغيل الشائعة
الحرق العام: ٥٠٠-٥٥٠ درجة مئوية
تحليل جودة الفحم: ٨١٥ درجة مئوية
تلبيد السيراميك، تكليس المحفز: ٨٠٠-١٢٠٠ درجة مئوية
السيراميك عالي الحرارة/المساحيق الخاصة: ١٤٠٠-١٧٠٠ درجة مئوية