一、工艺机理与关键控制因素
焙烧/煅烧的本质是在空气或惰性气氛下，使前驱体发生热分解、脱水/脱硫、晶型转变与再结晶，从而去除挥发性杂质（如H₂O、CO₂、SO₃）、调控晶相与形貌、提升活性与分散性。颜料体系（如钛白粉 TiO₂）在煅烧中需特别注意游离水、结合水与SO₃的释放，若排气不畅会形成腐蚀性酸气，影响电热元件与腔体寿命。通过控制温度、升温速率、保温时间、气相组成，可选择性改变化合物组成与晶形，实现杂质去除与目标相稳定化。
二、标准化操作流程与参数窗口
1. 设备调试与校准
升温速率能力：陶瓷纤维马弗炉可实现10–20℃/min的快速升温，显著缩短升温至目标温区的时间；常用控温精度可达±1℃。换型工艺前，建议以1000℃×1h进行均匀性与报警功能验证（含超温报警、开门断电）。
2. 样品与装炉
前驱体/载体尽量制成薄片、颗粒或浅层平铺（坩埚或刚玉托盘），样品间距≥2 cm，避免遮挡热风与辐射面；含硫/酸性前驱体（如硫酸法TiOSO₄→TiO₂）建议使用高纯氧化铝坩埚并避免与金属部件直接接触。
3. 升温程序模板（分段控温）
脱附/脱水段：室温→150–300℃，升温速率5–10℃/min，保温1–2 h（去除物理水与部分结合水）。
分解/晶型转变段：按体系选择目标温区（见第三部分案例），升温速率3–8℃/min，保温1–3 h（视装量与厚度调整）。
冷却策略：优先自然冷却至≤500℃后再开炉门取出，必要时以≤10℃/min受控冷却，降低热震开裂与返潮风险。
4. 气氛与排气
中性/惰性气氛（N₂/Ar）有利于抑制氧化与挥发物二次反应；含硫/酸性挥发物工况应保持微正压并及时排气，避免酸气在腔内冷凝回流腐蚀加热元件与内衬。
三、颜料体系工艺参考与参数优化路径
1. 钛白粉（硫酸法前驱体）焙烧
关键反应：水合二氧化钛脱水/脱硫并转为锐钛型TiO₂；释放的H₂O与SO₃易形成硫酸，需配置温控排气与酸性气体吸附（如碱石灰/无水硫酸钙）以保护电热组件与改善作业环境。
工艺要点：在中高温段分段保温，确保SO₃充分脱附；控制升温速率避免“爆沸式"释气导致粉体飞散与夹带；冷却阶段维持微正压与通畅排气，直至腔体温度<80℃再停机开盖。
2. 载体焙烧（如Al₂O₃、SiO₂、TiO₂载体）
目标：去除模板/有机残留、调控比表面积/孔径/晶型，为后续负载与涂覆提供稳定载体。
参考窗口：常见载体在400–600℃完成有机残留脱除与表面活化；>800℃可能发生相变/烧结致密，需结合BET、XRD、SEM评估比表与孔结构变化，避免过度烧结。
3. 热解炭化（有机前驱体→炭载体/功能碳）
参考窗口：以5–10℃/min升至600–800℃并保温0.5–2 h可实现多数有机物的热解与炭化；惰性气氛（N₂/Ar）下可获得更规整孔结构。产物收率与升温速率、终温、保温时间强相关，建议做TGA–DSC联用以确定终温与失重平台。
4. 参数优化方法
采用单因子/响应面设计，系统考察温度（±20–50℃步进）×保温时间（±0.5–1 h）×升温速率（±2–5℃/min）对色相（ΔE）、粒径/比表（BET）、挥发分/灰分与杂质含量的影响；以目标指标（如ΔE≤1.0、比表≥80 m²/g、挥发分≤0.5%）进行多目标优化。
四、EHS与设备维护要点
1. 酸性气体与通风
含硫/酸性挥发物工况应配置温控气阀+酸性气体吸附管（如碱石灰/无水硫酸钙），并保持炉内微正压与排风，防止酸气在腔体与风道冷凝回流；停机后待<80℃再开盖，减少二次腐蚀与人身风险。
2. 炉体防护与寿命
陶瓷纤维炉膛热容小、升温快，但抗碱/酸性侵蚀能力有限；避免样品与碱性/含氯气氛直接接触炉膛；定期清洁风道与观察窗，检查加热元件与热电偶状态，异常及时更换。
3. 操作边界
严禁向炉内灌注液体或易熔融金属；长期运行避免超过额定温度；新炉或大修后按规程进行烘炉（如200℃×4 h、200–600℃×4 h分段）以稳定炉体结构与温场。
长优化，以快速锁定可复用的工艺窗口与质量标准。
