Теплоизоляция вакуумных электропечей

Теплоизоляция вакуумных электропечей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск и«

Социалистически«

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()883634 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 13.03.80 (2l) 2917501/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

F 27 0 1/00

5Ьеудлрстек««ый кем«тет

СССР ао делам «эабрете««й .

«открыт«« (53) УДК 621.783 .2(088.8) Опубликовано 23.11 ° 81 . Бюллетень Юе 43

Дата опубликования описания 23. 11.81

И. М. Розенман, В. А. Серяков, М. А., Авдеенко, И. В. Курбангалеев, С. П. Нырков и Э. Э. Немировский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ВАКУУМНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

Изобретение относится к электротермии, в частности к теплоизоляции вакуумных и других электропечей, и может быть использовано в электротехнической, полупроводниковой и других отраслях народного хозяйства.

Из вест на тепловая и золя ци я вакуумных электропечей, например, для выращивания монокристаллов, и карбонизованной ткани с пиролитическим углеводородсодержащим покрытием, выполнен1О ная в виде полых ы- .линдрсп-. или спирали И .

Недостатком такой изоляции является практически полная газонепроницае15 мость экранов, что существенно ухудшает дегазацию печи, а также снижает экранизирующие свойства. Это связано с необходимостью использования многослойных экранов, выполненных из нескольких слоев ткан., обязанных между собой искусственной смолой с последующей карбонизацией и нанесением жесткого пиролитического углеродосодер2 жащего покрытия. При этом комплекс из трех-четырехслойного экрана, несмотря на низкую теплопроводность материала, работает как один экран, кроме того, это приводит к повышенному расходу карбонизированной ткани.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является тепловая изоляция вакуумных электропечей,выполненная в виде цилиндров или спиралей из однослойной карбонизованной ткани с пиролитическим покрытием со сквозной перфорацией (2) .

Сквозная перфорация плотностью

35-100 отверстий на 1 см, а оси отверстий наклонены к оси цилиндра под углом 20-60

Недостатком известной теплоизоляции является относительно низкая стойкость ближайших к нагревателю слоев ткани из-за интенсивного взаимодействия парогазовых продуктов, выделяю-. щихся в процессе эксплуатации с материалом теплоизоляции. Это взаимодей883634

Формула изобретения

35 ствие обусловлено повышенной темпера турой экранировки и протеканием через перфорацию продуктов, способных к реагированию с образованием углеродосодержащих соединений.

Кроме того, в связи с большим объемом выделяющихся продуктов, и, в соответствии с этим, значительным уно,сом массы теплоизоляции, постоянно происходит ухудшение теплоэащитных внутренних слоев теплоизоляции и появляется необходимость их замены, Это существенно сокращает срок службы теплоизоляции.

Цель изобретения - увеличение срока службы тепловой изоляции.

Поставленная цель достигается тем, что тепловая изоляция вакуумных электропечей, выполненная в виде цилиндров или спиралей из карбонизованной ткани с пиролитическим углеродосодержащим покрытием сквозной перфорацией, снабжена газопроницаемой мембраной, выполненной из графита, с открытой пористостью в пределах 10-403 и расположенной коаксиально цилиндру или спирали.

Причем мембрана выполнена в виде цилиндра. Кроме того, мембрана выполнена.в виде многогранника.

На фиг. 1 изображена теплоизоляция с цилиндрической мембраной, на фиг.2разрез А-А на фиг.1; на Фиг. 3 - тепло изоляция с многогранной мембраной; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Тепловая изоляция состоит иэ собственной тепловой изоляции, выполненной в виде спирали 1 или цилиндров 2 иэ карбонизованной ткани с пиролитическим углеродосодержащим покрытием и имеющей сквозную перфорацию (не показано), облегчающую дегаэацию печи, и цилиндрическую или многогранную газопроницаемую мембрану 3 и 4, выполненную из графита с открытой пористостью

10-403. Благодаря наличию открытой пористости мембрана не является препятствием для прохождения через нее .. выделяющихся в процессе газообразных продуктов и не ухудшает условия дегазации печи, с другой стороны, в связи с тем, что мембрана расположена в непосредственной близости от нагревате ля и имеет более высокую температуру нежели тепловая изоляция, проходящие через нее газообразные продукты активно взаимодействуют с нею. Это взаимо. действие сопровождается расходованием массы материала мембраны, что снижает

4 долю взаимодействия с материалом тепловой изоляции. В случае получения монокристалла кремния в ходе процесса в объем печи выделяются пары кремния, которые при взаимодействии с графитовой мембраной образуют карбид,оставшийся на поверхности в объеме мембрань1, практически не нарушая ее пористой структуры.

Выбор предельных значений величины открытой пористости графита, из которого изготовляется мембрана, осно- . ван на необходимости сохранить в широких пределах ее газонепроницаемость. При открытой пористости графита менее 10 мембрана становится практически газонепроницаемой, что ведет к ухудшению дегазации печи и снижению 0 степени вакуумирования реакционного пространства. Это влечет за собой ухудшение качества получаемого продукта. При открытой пористости графита, превышающей 404, материал мембра ны теряет свои конструкционные свойства. Кроме того, при этом происходит частичный выйос и их взаимодействие с материалом теплоизоляции, сопровождаемое непрореагированных продук30 тов за мембрану ее расходованием.

Эксплуатация тепловой изоляции в установках для получения монокристаллов кремния показала что оптимальная пористость мембраны в этом случае должна составлять 25-303.

Использование предлагаемой тейлоиэоляции в вакуумных электропечах сопротивления обеспечивает по сравнео нию с известными конструкциями теплоизоляции, снижение тепловых потерь на

15-20, увеличение срока службы теплоизоляции в 1,5-2,0 раза и упрощение конструкции теплового узла установки в целом.

),Теплоизоляция вакуумных электропечей, выполненная в виде цилиндра или спирали из карбонизованной ткани с пиролитическим углеродосодержащим покрытием со сквозной перфорацией, отли чающая ся тем, что, с целью увеличения срока службы теплоизоляции, она снабжена газопроницаемой мембраной, выполненной из графита с открытой пористостью 10-40

883634

A À

Фиг. 1

Фиг.

Фиг. 5

Фиг.4

Составитель Н. Кузовкина

Редактор В. Лазаренко Техред Н. Майорош Корректор У.Пономаренко.

Заказ 1020 1/60 Тираж 661 Подпи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по д лам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и установленной коаксиально цилиндру или спирали.

2. Теплоиэоляция по п.1, о т л и ч а ю,щ а я с я тем, что мембрана выполнена в виде цилиндра.

3. Теплоизоляция no n.l, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что мембрана выполнена в виде многогранника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник. Углеграфитовые материалы. М., "Металлургия", 1973, с. 55 °

2. Авторское свидетельство СССР по зая вке 11 2648912/02, кл. F 27 D 1/02, 1978.