Высокотемпературный электронагреватель сопротивления

Патент 674254

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

О Il И С А Н И Е „,, 674254

Союз Саеетекмх

Сацмиастимеша

1ееспублми (б1) дополнительное к авт. свил-вувЂ” (22) Заявлено 03.05.77 (21) 2481687/24 вЂ” 07 с присоединением заявки №(23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл.

Н 05 В 3/42

В 01 3 17/18

Гееударетвенньй «емнтет

СССР ее делам нзебретеней н ет«рмтнй

Опубликовано15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15,07,79 (53) УДК 621. 365.49 (оза а) (72) Авторы изобретения

М. И, Мусатов и Т. Е. Бортова (71) Заявитель (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

СОПРОТИВЛЕНИЯ

Изобретение отностися к области высокотемпературной техники и, в частности, может быть применено для выращивания кристаллов из-расплава с островыпуклой формой фронта кристал лизации.

Известен высокотемпературный нагреватель дпя вакуумных и газозаполненных электропечей, содержащий неводоохлаждаемые токовводы, нагревательные элементы в виде прутков из тугоплавких металлов, собранные в секции и соеди- 10 ненные в нижней части перемычкой, и пояса жесткости (1) ° > . Недостатком указанной конструкции являет« ся то, что собранный из нагревательных элементов, изогнутых в виде скоб, цилиндрический нагреватель позволяет обогревать помещаемый внутрь тигель только с боковой поверхности.

Это приводит K возрастанию температурных гра . диентов, снижению качества получаемых с использованием этого нагревателя кристаллов небольшого диаметра, делает невозможнйм выращивание кристаллов больших размеров из-за возникающих высоких, остаточных нащыжений, вплоть до растрескивания кристаллов, приводит к снж жению экономичности процесса

Наиболее близким к изобретению является высокотемпературный электронагреватель сопротивления, выполненный из прутков П-образной формы из тугоппавких металлов и сплавов, вертикальные участки которых механически.скреплены и расположены по образующим цилиндрической поверхности с равным зазором друг от друга, образуя нагревательнуто камеру, дно которой выполнено их горизонтальйыми участками, а концы прутков соединены с токоподводами (2).

Недостатком указанной конструкции является то„что нагреватель, собранный из П-образных нагревательных элементов с равномерным расположением по дну их горизонтальных участков, при использовании его дпя выращивания кристаллов дает. плоскую форму фронта кристаллизации, что снижает более чем в два раза производительность процесса (из-за небольшой площади плоского фронта кристаллизации), дает неравномерное распределение температур ных градиентов (вертикапьный много больше

674254

Формула изобретения

Высокотемпературный злектронагреватель

З5 сопротивления преимущественно для установок вьфай1йвания кристаллов из расплзва, выполченньй из прутков П-образной формы из тугоплав-, КНх Металлов и "сплавов, вертикальные участки которых мехайически скреплены и расположены

40 по образующим цилиндрической поверхности с равным зззардм друг от друга, образуя йзгревзтельную камеру, дно которой выполнено их го« ризонтапьйьЮй уЧастками, а концы прутков соединейы с токоподводзми, Ьтличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и уяучшения качества изделий, горизонталь ййе участки расположены по периферии днз камеры, образуя в центре отверстие, площадь которого составляет 10-50% от площади всего дна.

Источники информации, прииятЬче во внимание при зксперитзе

1. Авторское свидетельство СССР N 193630, кл. Н 05 В 3/64, 1966.

55 2. Патент Сп1А N 3155758, кл. 13 вЂ” 25, 1962.

3 горизонтального), приводит к неоднородности свойств получаемых кристаллов (из-за неустойчивости плоской формы фронта кристаллизации).

Целью предлагаемого изобретения является получение островыпуклой формы фронта крис. таллизации, улучшение качества кристаллов и снижение их себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что го- ризонтальные участки расположены по периферии дна камеры, образуя в центре отверстие, площадь которого составляет 10 вЂ” 50% от ппощадй всего дна.

Сущность изобретая поясняегся чертеййми.

На фиг. 1 изображен общий вид электронагревателя; предназначенного для получения островыпуклого фронта кристаллизации; на фиг. 2вЂ” вид А вЂ” А (фиг.1).

Электронагреватель содержит: такоподводы 1; нагревательные элементы 2; полукольца йз тугоплавкого металла 3; распорные полукольца 4.

Нагревательные элементы 2 вставляются в of56pciK6 ка подводе и крепятся на нем прова» лакай из тугоплавкого металла, которой обкручйвается сделанный в верхней части каждого нагревательного элемента залил глубййой 1,0вЂ”

1,5 мм. Площадь отверстия в дне нагревателя, представленного на фиг. 2 составляет 45% от общей площади дна нагревателя.

Островыпуклйй фронт кристаллизации получается вследствие того, что нагревательные эле.менты 2 размещены по дйу нагревателя так, что горйзонтальные их участки расположены по пе.риферии дна нагревателя, образуя в центре отверстие, площадь которого составляет 10 вЂ” 50% от площади всего днз нагревателя. В этом" месте дна нагревателя создается область пониженЪ ной" температуры.

ДиамеГрпя"1ков, из "которьа изготавЖЖа- ются нагревательные элементы, форма нагревательных элементов, их количество и длийз оп- :. ределяется величиной обще1 о "сопрбтйвлеййя йзгревателя. В частности, отработка предлагаемого нагревИеюГя"тфоводйл ась с "йспользоваНйем" ггГрутков диаметром 3 мм; диаметр нагревателя был равным 200 мм.

Для того, чтобы предотвратить деформаций

-и смещение нагревательных элементов в процессе работы: нагревателя, их скрепляют с помощью внешних и внутренних полуколец 3 и 4"из тугоплавкого металла. На внутренней стороне внешних и внутренних полуколец делаются заййлы глубиной 1,5 вЂ” 1,7 мм по числу элементов нагре "-вателя, что исключает возможность перемещенйя

" ""закрепленного в запиле нагревательного элемен-, 4

|та в горизонтальной плоскости, Полукольца в месте их 0оприкосновения с нагревательными элементами закрепляются с помощью проволоки из тугоплавкого металла диаметром 0,2 вЂ” 10,5 мм.

Пара полуколец (внешние и внутренние) рас полагаются по высоте на некотором расстоянии друг от друга в 3-4 ряда, причем первый ряд располагается у дна нзгревателя. Токоподводы. крепятся к водоохлаждземым токовводам, что

t0 Искпйчает возможность их расплавления в процессе работы нагревателя.

Принцип работы нагревателя следующий: электрический ток с токовводов поступает на токоподводы и движется по рядам П-образных

i 5 нагревательных элементов. Это обеспечивается тем, Что концы каждого элемента при*реплены к разнополюсным подводам.

Данное изобретение дает возможность йолу, чить астровыпуклый фронт кристаллизации, что

20 позволяет получать кристаллы высокого качества и больших размеров.

Эффективность предлагаемого изобретения заключается в возможности простого решения вопроса получения островыпуклой формы фронта кристаллизации без применения дополнительных йагревателей или других средств, снижении расхода электроэнергии, увеличении производительности процесса, снижении себестоимости по лучаемых кристаллов.