专利名称：石墨热场的热屏与气体导流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电转换材料的技术领域，涉及其生产工艺设备，更具体地说，本 实用新型涉及一种石墨热场的热屏与气体导流装置。
背景技术：
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la和图lb所示) 或者圆锥型(如图2a和图2b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 ；相对开放式热场，缩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。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是提供一种石墨热场的热屏与气体导流装置，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，本实用新型采取的技术方案为本实用新型所提供的这种石墨热场的热屏与气体导流装置，所述的石墨热场的热 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。为使本实用新型更加完善，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，更好地实现发明目的，并提高本实用新型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。本实用新型采用上述技术方案，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
3生产成本。
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为背景技术所述的圆筒状热屏装置的结构示意图，其中，图la为左侧剖面图； 图lb为右侧剖面图；图2为背景技术所述的圆锥型热屏装置的结构示意图，其中，图2a为左侧剖面图； 图2b为右侧剖面图；图3为本实用新型的结构示意图，其中，图3a为左侧剖面图；图3b为右侧剖面图；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，对本实用新型的具体实施方式
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实用新型的 发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图3a和图3b所表达的本实用新型的结构，本实用新型为一种石墨热场的热屏 与气体导流装置。为了解决在本说明书背景技术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发明目的，本实用新型采取的技术方案为如图3a和图3b所示，本实用新型所提供的这种石墨热场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。下面是本实用新型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 用实施例一在本实用新型所述的热屏外层3与热屏内层1之间的间隙中，设有填充碳毡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。本实用新型的热屏，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。
4[0030]实施例二 本实用新型所述的热屏外层3采用斜面反射的结构。本实用新型的热屏外层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。上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受 上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改 进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种石墨热场的热屏与气体导流装置，其特征在于所述的石墨热场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所述的石墨热场的热屏与气体导流装置，其特征在于在所述的热 屏外层(3)与热屏内层(1)之间的间隙中，设有填充碳毡(2)。
3.按照权利要求1或2所述的石墨热场的热屏与气体导流装置，其特征在于所述的 热屏外层(3)采用斜面反射的结构。
专利摘要本实用新型公开了一种石墨热场的热屏与气体导流装置，所述的石墨热场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。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，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。
文档编号C30B15/14GK201567388SQ200920142768
公开日2010年9月1日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者张笑天, 马四海 申请人:芜湖升阳光电科技有限公司