一种ＣＺ直拉法单晶炉石墨热场结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种ＣＺ直拉法单晶炉石墨热场结构，所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置，热屏与气体导流装置上设热屏外层（３）和热屏内层（１），热屏外层（３）与热屏内层（１）之间设有间隙。采用上述技术方案，采用斜面反射角度，使得热辐射的反射率增加；增加了热屏中下部热屏外层与内层的间隙，得以填充石墨碳毡，增加热屏的绝热效果。由２０寸传统热封闭式场维持１４２０°的拉制条件需要每小时耗费７０～７５ＫＷ.ｈ降低至６０～６５ＫＷ.ｈ，节能超过１０％；填充２～３层石墨碳毡增加了隔热性能，改变了单晶生长时的晶体的纵向温度梯度，拉速增加０．０５ｍｍ／ｍｉｎ，提高了设备生产产能，降低生产成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光电转换材料制造的
，涉及其生产工艺设备，更具体地说，本技术涉及一种cz直拉法单晶炉石墨热场结构。
技术介绍
切克劳斯基法即cz直拉单晶法，通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，在惰性气体的保护下，经过引晶、放肩、 转肩、等径、收尾、晶体取出等步骤，完成晶体生长。众所周知，硅的熔点是1420° ，如果是20寸开放式热场装置、投料量75kg，要维持这个温度，每小时 需要耗费120kwh左右的电能。目前世界能源紧张，能源成本所占比重日益增 加。如何降低生产能耗，降低生产成本，直接关系企业生存大计。因此，人们在CZ直拉单晶法的加热装置上，也就是石墨热场上面做了诸多 改进。效果最明显的就是增加热屏装置，传统的热屏装置一般为圆筒状(如图1 所示)或者圆锥型(如图2所示)，由最开始的开放式热场改为封闭式热场，增 加了热场保温，降低热量的损失，20寸开放式热场维持1420。的拉制条件需要 每小时耗费120kw h，降低至20寸封闭式热场70 75kw h;相对开放式热 场，縮小了单晶生长条件下惰性气体的保护面积，使得保护面积更集中化，惰 性气体的使用量也降低20% 30%;改变晶体的纵向温度梯度，最大生长拉速提 高0.2mm/min。但是，按照上述两种结构的热屏装置的效果还不理想，还有改进的需要， 以进一步提高能量的利用率。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是提供一种cz直拉法单晶炉石墨热场结构，其目的是实现节能降耗及改进惰性气体的导向。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为本技术所提供的这种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构，所述的石墨热场 结构包括热屏与气体导流装置，所述的热屏与气体导流装置上设热屏外层和热 屏内层，所述的热屏外层与热屏内层之间设有间隙。为使本技术更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方 案，以获得最佳的实用效果，更好地实现专利技术目的，并提高本技术的新颖 性和创造性在所述的热屏外层与热屏内层之间的间隙中，设有填充碳毡。 所述的热屏外层采用斜面反射的结构。本技术采用上述技术方案，采用斜面反射角度，使得热辐射的反射率 增加；增加了热屏中下部热屏外层与内层的间隙，得以填充石墨碳毡，增加热 屏的绝热效果。由20寸传统热封闭式场维持1420°的拉制条件需要每小时耗费 70 75kw h降低至60 65kw h，节能超过10%;填充2 3层石墨碳超，增 加了隔热性能，改变了单晶生长时晶体的纵向温度梯度，相对传统封闭式热场， 拉速增加0.05mm/min。提高了设备生产产能，降低生产成本。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明图1为
技术介绍
所述的圆筒状热屏装置的结构示意图2为
技术介绍
所述的圆锥型热屏装置的结构示意图3为本技术的结构示意图中标记为1、热屏内层，2、填充碳毡，3、热屏外层。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式如所 涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作 用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本 领域的技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的 理解。如图3所表达的本技术的结构，本技术为一种CZ直拉法单晶炉石 墨热场结构。所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置。为了解决在本说 明书
技术介绍
部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现节能降 耗及改进惰性气体的导向的专利技术目的，本技术采取的技术方案为-如图3所示，本技术所提供的这种所述的热屏与气体导流装置上设热 屏外层3和热屏内层1，所述的热屏外层3与热屏内层1之间设有间隙。封闭式热场的设计原理，就是以减少热场在加温时的不必要散热；热量的 传导主要是以为热辐射的形式，形成热量的传输。因此，如何减少热辐射散热是封闭式热场的核心，减少热辐射的方式主要 增加热辐射的反射及采用绝热材料阻挡热量的传导。热辐射的反射主要与反射 面积角度及反射面的材质有关。下面是本技术提供的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施时参 考应用实施例一在本技术所述的热屏外层3与热屏内层1之间的间隙中，设有填充碳 超2。阻绝热量传导，主要的影响因素是，绝热材料的热传导系数及隔热的层的 厚度。本技术的热屏，增加热屏内外层间隙，可填充2 3层石墨碳毡以增加 隔热性能，众所周知，碳毡由于密度相对石墨较低，它的热传导系数大大降低，是广泛运用的绝热材料之一，此方法相对传统的绝热性能提高10%;另外，由于加高了内外热屏之间的间隙，使得填充碳毡的绝热性能加强的同时，改变了单晶生长时，晶体的纵向温度梯度，使得极限拉速也有5%左右的 增加，相对传统封闭式热场，拉速增加0.05mm/min。 实施例二-本技术所述的热屏外层3采用斜面反射的结构。本技术的热屏外层3采用斜面反射，外层采用高密度石墨材料制成， 增加热辐射的发射率。上面结合附图对本技术进行了示例性描述，显然本技术具体实现 并不受上述方式的限制，只要采用了本技术的方法构思和技术方案进行的 各种非实质性的改进，或未经改进将本技术的构思和技术方案直接应用于 其它场合的，均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＺ直拉法单晶炉石墨热场结构，所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置，其特征在于：所述的热屏与气体导流装置上设热屏外层（３）和热屏内层（１），所述的热屏外层（３）与热屏内层（１）之间设有间隙。

【技术特征摘要】
1、一种CZ直拉法单晶炉石墨热场结构，所述的石墨热场结构包括热屏与气体导流装置，其特征在于所述的热屏与气体导流装置上设热屏外层(3)和热屏内层(1)，所述的热屏外层(3)与热屏内层(1)之间设有间隙。2、 按照权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马四海，张笑天，
申请(专利权)人：芜湖升阳光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]