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一种新型节能10寸石墨热场

2020-12-24 00:08:42

一种新型节能10寸石墨热场

  技术领域

  本实用新型涉及石墨热场技术领域,具体为一种新型节能10寸石墨热场。

  背景技术

  热场就是热系统,在机械中一般指单晶炉热场,就是单晶炉中的热系统,单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备,而石墨热场简单的说就是用来拉单晶硅的整套石墨加热系统。

  市场上的石墨热场在给工件热化过程中,单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒容易再次掉落在工件溶液中,而导致晶体位错的产生,这样就需要进行反复的热化,且内部的热量容易散发出去,降低了单晶硅生长速度,为此,我们提出一种新型节能10寸石墨热场。

  实用新型内容

  本实用新型的目的在于提供一种新型节能10寸石墨热场,以解决上述背景技术中提出的在给工件热化过程中,单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒容易再次掉落在工件溶液中,而导致晶体位错的产生,这样就需要进行反复的热化,且内部的热量容易散发出去,降低了单晶硅生长速度的问题。

  为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种新型节能10寸石墨热场,包括炉体和槽孔,所述炉体的内壁镶嵌有保温筒,且保温筒的内部底端固定有底板,所述保温筒的内部底端设置有预留槽,且保温筒的两侧安装有金属隔热屏,所述金属隔热屏靠近炉体中心线的一端连接有石墨纸,且金属隔热屏靠近炉体中心线的一侧上端安置有第一导流柱,所述底板的上端两侧镶嵌有底座,且底座的上端固定有石墨板,所述底板的上端中部设置有坩埚轴,且坩埚轴的上端安装有坩埚,所述坩埚的内部连接有导轨,且坩埚的上方安置有单晶棒,所述底座的上端固定有衔接板,且衔接板的内部两侧镶嵌有螺栓,所述槽孔设置于第一导流柱的内壁,且槽孔靠近第一导流柱中心线的一端安装有第二导流柱,所述保温筒的上端固定有气孔。

  优选的,所述预留槽设置有三个,其预留槽之间等距离排列,且预留槽的长度依次增大。

  优选的,所述石墨纸的形状与金属隔热屏的形状相同,且石墨纸分别镶嵌于两个金属隔热屏靠近炉体中心线的一侧。

  优选的,所述第一导流柱关于炉体的中心线轴对称,其第一导流柱通过槽孔与第二导流柱构成镂空状结构,且第一导流柱靠近炉体的中心线的一端呈弧形结构。

  优选的,所述底座与底板之间为固定连接,其底座通过螺栓与石墨板构成可拆卸结构,且底座的上端两侧呈向上倾斜结构。

  优选的,所述气孔关于炉体的中心线轴对称,且气孔分别处于第一导流柱的上方。

  与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:该新型节能10寸石墨热场设置有预留槽,其可以将金属隔热屏直接插在预留槽内,这样可以增加炉体内的金属隔热屏数量,可以根据炉体内的温度来进行,三个预留槽的大小依次增大,当温度越高,金属隔热屏层数越多且厚度逐步增大,体现该装置的灵活性,且使安装后的金属隔热屏之间有一定的空隙,减少热量的传输,防止热量从热场中心区域向外辐射传导,石墨纸给金属隔热屏起到一层的防护作用,防止当温度过高时,金属隔热屏的重结晶会产生脆化现象,脆化的金属隔热屏容易受到掉落,造成工件的损伤,第一导流柱可以将金属隔热屏反射回来的热量和金属隔热屏内部的进行疏导,将处于上端的热量引导至坩埚内,增大对热量的利用率,且第一导流柱和第一导流柱之间有空隙,减少热场的散热,使热量以热辐射的形式传输,节省电能消耗,底座的两端分别向两侧上端倾斜,增大其的上端面积,当温度过高时,石墨板出现掉屑的现象,而底座可以将石墨屑收集起来,且底座可以使石墨板可拆卸下来,由于加热材料的选择主要取决于工作温度,这样可以根据炉内不同的温度来更换不同的加热材料,体现该装置的灵活性,气孔致使高温气体的流动方式改变,防止高温气体一直处于炉体的内壁处,致使炉体损坏,且使高温气体带走单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒,有效避免一氧化硅颗粒再次掉入工件溶液中而导致晶体位错的产生,避免需要反复的高温热化,节约一定的电能。

  附图说明

  图1为本实用新型结构示意图;

  图2为本实用新型底座放大结构示意图;

  图3为本实用新型内部第一导流柱结构示意图。

  图中:1、炉体,2、保温筒,3、底板,4、预留槽,5、金属隔热屏,6、石墨纸,7、第一导流柱,8、底座,9、石墨板,10、坩埚轴,11、坩埚,12、导轨,13、单晶棒,14、衔接板,15、螺栓,16、槽孔,17、第二导流柱,18、气孔。

  具体实施方式

  为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

  应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

  在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

  请参阅图1-3,本实用新型提供一种技术方案:一种新型节能10寸石墨热场,包括炉体1、保温筒2、底板3、预留槽4、金属隔热屏5、石墨纸6、第一导流柱7、底座8、石墨板9、坩埚轴10、坩埚11、导轨12、单晶棒13、衔接板14、螺栓15、槽孔16、第二导流柱17和气孔18,炉体1的内壁镶嵌有保温筒2,且保温筒2的内部底端固定有底板3,保温筒2的内部底端设置有预留槽4,且保温筒2的两侧安装有金属隔热屏5,预留槽4设置有三个,其预留槽4之间等距离排列,且预留槽4的长度依次增大,预留槽4可以将金属隔热屏5直接插在预留槽4内,这样可以增加炉体1内的金属隔热屏5数量,可以根据炉体1内的温度来进行,三个预留槽4的大小依次增大,当温度越高,金属隔热屏5层数越多且厚度逐步增大,体现该装置的灵活性,且使安装后的金属隔热屏5之间有一定的空隙,减少热量的传输,防止热量从热场中心区域向外辐射传导,金属隔热屏5靠近炉体1中心线的一端连接有石墨纸6,且金属隔热屏5靠近炉体1中心线的一侧上端安置有第一导流柱7,石墨纸6的形状与金属隔热屏5的形状相同,且石墨纸6分别镶嵌于两个金属隔热屏5靠近炉体1中心线的一侧,石墨纸6给金属隔热屏5起到一层的防护作用,防止当温度过高时,金属隔热屏5的重结晶会产生脆化现象,脆化的金属隔热屏5容易受到掉落,造成工件的损伤,第一导流柱7关于炉体1的中心线轴对称,其第一导流柱7通过槽孔16与第二导流柱17构成镂空状结构,且第一导流柱7靠近炉体1的中心线的一端呈弧形结构,第一导流柱7可以将金属隔热屏5反射回来的热量和金属隔热屏5内部的进行疏导,将处于上端的热量引导至坩埚11内,增大对热量的利用率,且第一导流柱7和第一导流柱17之间有空隙,减少热场的散热,使热量以热辐射的形式传输,节省电能消耗,底板3的上端两侧镶嵌有底座8,且底座8的上端固定有石墨板9,底座8与底板3之间为固定连接,其底座8通过螺栓15与石墨板9构成可拆卸结构,且底座8的上端两侧呈向上倾斜结构,底座8的两端分别向两侧上端倾斜,增大其的上端面积,当温度过高时,石墨板9出现掉屑的现象,而底座8可以将石墨屑收集起来,且底座可以使石墨板9可拆卸下来,由于加热材料的选择主要取决于工作温度,这样可以根据炉体1内不同的温度来更换不同的加热材料,体现该装置的灵活性,底板3的上端中部设置有坩埚轴10,且坩埚轴10的上端安装有坩埚11,坩埚11的内部连接有导轨12,且坩埚11的上方安置有单晶棒13,底座8的上端固定有衔接板14,且衔接板14的内部两侧镶嵌有螺栓15,槽孔16设置于第一导流柱7的内壁,且槽孔16靠近第一导流柱7中心线的一端安装有第二导流柱17,保温筒2的上端固定有气孔18,气孔18关于炉体1的中心线轴对称,且气孔18分别处于第一导流柱7的上方,气孔18致使高温气体的流动方式改变,防止高温气体一直处于炉体1的内壁处,致使炉体1损坏,且使高温气体带走单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒,有效避免一氧化硅颗粒再次掉入工件溶液中而导致晶体位错的产生,避免需要反复的高温热化,节约一定的电能。

  工作原理:对于这类的新型节能10寸石墨热场首先根据工件融化所需要的温度,如果温度较高,分别将金属隔热屏5依次放置到预留槽4内部,安装后的金属隔热屏5之间有一定的空隙,减少热量的传输,防止热量从热场中心区域向外辐射传导,同时将石墨板9安装在底座8上,再将需要热化的工件放置在炉体1内部的坩埚11内,将工件摆放在导轨12,这样能够减少工件被接触的面积,进而加大热化处理面积和速度,给石墨板9通电,石墨板9产生高温热量,将坩埚11内的工件进行融化,高温热量传输到金属隔热屏5上,金属隔热屏5将高温热量进行反射,使热量集中在坩埚11附近,增大高温热量的利用率,也能够节约一定的电能,同时第一导流柱7可以将金属隔热屏5反射回来的热量和金属隔热屏5内部的进行疏导,将处于上端的热量引导至坩埚11内,且第一导流柱7和第一导流柱17之间有空隙,减少热场的散热,使热量以热辐射的形式传输,节省电能消耗,在长时间热化过程中,石墨板9出现掉屑的现象,而底座可以将石墨屑收集起来,且石墨纸6给金属隔热屏5起到一层的防护作用,防止当温度过高时,金属隔热屏5的重结晶会产生脆化现象,脆化的金属隔热屏5容易受到掉落,造成工件的损伤,气孔18致使高温气体的流动方式改变,防止高温气体一直处于炉体1的内壁处,致使炉体1损坏,且使高温气体带走单晶硅结晶时散发的结晶潜热和一氧化硅颗粒,有效避免一氧化硅颗粒再次掉入工件溶液中而导致晶体位错的产生,避免需要反复的高温热化,节约一定的电能,就这样完成整个新型节能10寸石墨热场的使用过程。

  上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案,本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样,任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应落入本实用新型的专利保护范围。

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