一种直拉单晶石墨加热器的制作方法

本发明涉及加热器领域，特别是涉及一种直拉单晶石墨加热器。

背景技术：

石墨加热器是单晶炉的加热装置，石墨加热器采用等静压石墨电热体，具有耐高温、容易加工，价格比钨、钼、钽便宜的优点。石墨加热器的电阻率虽比纯金属高，但出于强度方面的考虑，截面积不能太小，因此整个石墨加热器的电阻很小，所以采用低电压、大电流的加热方式。石墨的性能差别很大，而总的电阻值又很小，因此常将石墨加热器进行再加工，以达到电阻要求。由于加热器采用大电流，低电压，电流密度大，因此需要采用开槽的方法既满足电阻的要求，同时满足强度和过载能力。然而现有石墨加热器的开槽宽度和分瓣设计存在设计不合理、理化特性不均匀，保温性能不好等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直拉单晶石墨加热器，提高加热性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种直拉单晶石墨加热器，它包括石墨加热器筒体，所述石墨加热器筒体上均匀开设有多个宽度相同且间隔分布的上狭槽和下狭槽，所述石墨加热器筒体的两侧还对立设有阳极固定脚和阴极固定脚，阳极固定脚和阴极固定脚上均开设有一个或多个固定孔。

进一步的，所述阳极固定脚和阴极固定脚的宽度为两个相邻上狭槽间的间距。

进一步的，所述阳极固定脚和阴极固定脚为L型固定脚，所述固定孔设置在L型固定脚的横向段上。

进一步的，所述石墨加热器筒体两侧还对立设有阳极固定备用脚和阴极固定备用脚，阳极固定备用脚和阴极固定备用脚的下端也开设有一个或多个固定孔。

进一步的，所述阳极固定备用脚和阴极固定备用脚所在平面与阳极固定脚和阴极固定脚所在平面呈度角。

进一步的，所述上狭槽的底部和下狭槽的顶部均设有圆孔。

进一步的，所述圆孔的直径大于上狭槽和下狭槽的宽度。

进一步的，所述加热器的电阻R为：

式中，D为石墨加热器筒体的外径，d为石墨加热器筒体的内径，w为上狭槽和下狭槽的宽度，n为上狭槽和下狭槽的总数量，L为上狭槽和下狭槽的长度。

本发明的有益效果是： 本发明提出一种直拉单晶石墨加热器，操作简单，提升加热性能，节能效果显著。

附图说明

图1为本发明石墨加热器的三维立体图；

图2为本发明石墨加热器的剖视图；

图中，1-石墨加热器筒体，2-上狭槽，3-下狭槽，4-阳极固定脚，5-阴极固定脚，6-固定孔，7-阳极固定备用脚，8-圆孔。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种直拉单晶石墨加热器，它包括石墨加热器筒体1，所述石墨加热器筒体1上均匀开设有多个宽度相同且间隔分布的上狭槽2和下狭槽3，所述石墨加热器筒体1的两侧还对立设有阳极固定脚4和阴极固定脚5，阳极固定脚4和阴极固定脚5上均开设有一个或多个固定孔6。

进一步的，所述阳极固定脚4和阴极固定脚5的宽度为两个相邻上狭槽2间的间距。所述阳极固定脚4两边的上狭槽2间不开设下狭槽3，所述阴极固定脚5两边的上狭槽2间也不开设下狭槽3。

进一步的，所述阳极固定脚4和阴极固定脚5为L型固定脚，所述固定孔6设置在L型固定脚的横向段上。

进一步的，所述石墨加热器筒体1两侧还对立设有阳极固定备用脚7和阴极固定备用脚，阳极固定备用脚7和阴极固定备用脚的下端也开设有一个或多个固定孔6。所述阳极固定备用脚7和阴极固定备用脚为1字型。

当阳极固定脚4或阴极固定脚5出现故障时，可通过阳极固定备用脚7或阴极固定备用脚代替阳极固定脚4或阴极固定脚5，继续执行工作任务。

进一步的，所述阳极固定备用脚7和阴极固定备用脚所在平面与阳极固定脚4和阴极固定脚5所在平面呈90度角。

进一步的，所述阳极固定脚4、阴极固定脚5、阳极固定备用脚7和阴极固定备用脚均可为铜电极。

进一步的，所述上狭槽2的底部和下狭槽3的顶部均设有圆孔8。所述圆孔8的直径大于上狭槽2和下狭槽3的宽度。

如图2所示，本发明中，所述加热器的电阻R为：

式中，D为石墨加热器筒体1的外径，d为石墨加热器筒体1的内径，w为上狭槽2和下狭槽3的宽度，n为上狭槽2和下狭槽3的总数量，L为上狭槽2和下狭槽3的长度。

单晶炉内的加热器为直流供电，除了加热器外，电路上还有其他电阻，如铜电极的电阻，石墨加热器与铜电极的接触电阻等。流过加热器的电流不仅会导致加热器发热，也会让回路上的其他电阻发热，所以根据上述公式对加热器进行调整设置，增加加热器电阻可以让回路上的总电阻增大，电压升高，电流减小。流过回路上其他电阻的电流减小，根据公式P=I²R，回路上其他电阻的电流减小，其功率减小。而炉内热场需要的恒定的发热量，加热器的功率不变，从而总功率降低，达到节能的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。