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多晶硅铸锭炉中,多个组件是需要石墨材料。特别是加热器中使用的加热材料- 高纯石墨,以及加热器中使用的隔热材料- 高纯碳毡隔热材料, 是目前重要的配套材料。
﹙1﹚ 加热器中使用的加热材料- 高纯石墨材料(多晶硅铸锭炉热场石墨加热器)在多晶硅铸锭炉设计上, 为使硅料熔融, 必须采用合适的加热方式。 从加热的效果 而言,感应加热和辐射加热均可以达到所需的温度。 一般多采用辐射加热方式。 它可以 对结晶过程的热量传递进行精确控制,易于在坩埚内部形成垂直的温度梯度。 加热器的加热能力必须超过 1650℃,同时其材料不能与硅料反应,不对硅料造成 污染,能在真空及惰性气氛中长期使用。 符合使用条件可供选择的加热器有金属钨、 钼 和非金属石墨等。由于钨、钼价格昂贵,加工困难,而石墨来源广泛,可加工成各种形 状。另外,石墨具有热惯性小、可以快速加热,耐高温、耐热冲击性好,辐射面积大、 加热效率高、且基本性能稳定等特点。
﹙2﹚ 加热器中使用的隔热材料- 高纯碳毡隔热材料 对于铸锭工艺而言, 为了提高生产效率, 要求设备的升温速度尽可能快; 由于采用 真空工艺, 要求炉内材料的放气量应尽可能少, 缩短真空排气的时间; 同时硅料中温度 梯度的形成还需要隔热层的精确提升实现, 隔热层的质量要尽可能轻, 以减少升降时的 惯性而影响控制精度。 综上所述对于隔热材料的选择要求是: 耐高温、密度低、导热小、 蓄热量少、隔热效果好、放气量少、重量轻、膨胀系数小,在众多的耐火保温材料中, 以高纯碳毡最为理想。
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