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一种单晶炉热场轴保温结构

2021-04-02 13:55:25

一种单晶炉热场轴保温结构

  技术领域

  本实用新型涉及硅单晶晶体生长技术领域,具体涉及一种单晶炉热场轴保温结构,主要用于解决单晶炉热场上热散失导致功率升高问题。

  背景技术

  传统的直拉硅单晶炉在完成一炉原料拉晶生产后,需为准备新一炉的生产做很多繁杂的前期工作,包括停炉冷却、擦炉、装料、抽真空、化料等工序。整个工艺过程都是使用电能转化为热能,因为,每个生产周期投料量越多,拉制晶体越重,单位能源越小,效率也越高。单晶生长温度较高,而炉壁使用钢材料进行,通常为通冷却水冷却,自然就带走了石墨加热器产生的热量,由于使用的坩埚轴需要进入热场高温区域,所以整个轴上也是通冷却水的,从轴上散失的热量较大,自直拉法硅单晶生长炉投入使用以来,迄今已有93年,但这样的状况始终未能得到有效改进。如何有效减少轴方向的热量散失,一直给相关生产企业带来严重困扰。

  实用新型内容

  本实用新型的目的在于克服上述不足,提供了一种单晶炉热场轴保温结构,能减少石墨轴方向的热量流失。

  本实用新型的目的是这样实现的:

  一种单晶炉热场轴保温结构,包括加热器、石墨坩埚和石墨轴,所述石墨轴设置在炉底的中心,所述石墨轴的上端通过轴托连接石墨坩埚的埚托,所述石墨轴的下端连接不锈钢轴,所述石墨轴上套接阻热环。

  优选的,所述阻热环为圆筒结构,所述阻热环上均布有多个固定孔。

  优选的,所述阻热环的内壁上设有螺孔,所述石墨轴和不锈钢轴上均设有与螺孔相匹配的螺纹。

  优选的,所述阻热环为耐温耐压低传热系数材料。

  优选的,阻热环为碳碳复合材料。

  优选的,所述炉底的上表面还设有底部保温层。

  本实用新型的有益效果是:

  本实用新型结构简单,石墨轴上的热量通过不锈钢轴通冷却水带走,其热量经过阻热环,由于传热系数较低,带来较大的热阻,阻止热量从不锈钢轴上散失,进而达到减少热损失的目的,降低加热器所需功率。

  附图说明

  图1为本实用新型的结构示意图。

  其中:加热器1;石墨坩埚2;埚托3;轴托4;石墨轴5;底部保温层6;阻热环7;炉底8;不锈钢轴9。

  具体实施方式

  参见图1,本实用新型涉及一种单晶炉热场轴保温结构,包括加热器1、石墨坩埚2和石墨轴5,所述石墨轴5设置在炉底8的中心,所述石墨轴5的上端通过轴托4连接石墨坩埚2的埚托3,所述石墨轴5的下端连接不锈钢轴9,所述石墨轴5上套接阻热环7。

  所述阻热环7为圆筒结构,所述阻热环7上均布有多个固定孔。

  所述阻热环7的内壁上设有螺孔,所述石墨轴5和不锈钢轴9上均设有与螺孔相匹配的螺纹。所述阻热环7可随石墨轴5和不锈钢轴9同步升降旋转,减少从不锈钢轴9至石墨轴5的热量传递。

  所述阻热环7为耐温耐压低传热系数材料。阻热环7选用碳碳复合材料,减少热量带走,降低功率消耗,可减少10%的整体功率消耗。

  所述炉底8的上表面还设有底部保温层6。进一步减少热量的损失。

  单晶炉石墨轴5上安装阻热环7,当运行时石墨加热开始发热,石墨轴5上热量通过不锈钢轴9通冷却水带走,其热量经过阻热环7,阻热环7随石墨轴5和不锈钢轴9同步升降旋转,减少从不锈钢轴9至石墨轴5的热量传递,由于传热系数较低,带来较大的热阻,阻止热量从不锈钢轴上散失,进而达到减少热损失的目的,降低加热器所需功率。

  除上述实施例外,本实用新型还包括有其他实施方式,凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案,均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

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