专利名称：石墨体加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于加热器制造技术领域。
在生活、生产和科研等领域各种各样的加热器五花八门种类繁多，但用于制备新材料和开展科研工作中的一种重要手段－－制膜工艺来说，因一般制膜的衬底都是放在真空室中，并要求其表面温度达到700－800℃，甚至更高，所以到目前为止，还没有一种被公认的用于制膜系统较为理想的通用型加热器。一般均采用加热丝制做的加热器，如
图1所示，图1是普通加热丝做加热器结构示意图。它由炉体(1)，加热丝(2)和均恒温体(3)三部分组成。制膜时，衬底(4)放在均恒温体(3)上。实验结果表明，在几百毫托本底真空条件下，衬底(4)的表面温度要比加热丝(2)的温度低400℃以上，也就是说，当衬底温度为700－800℃时，加热丝的温度已上千度，因此加热丝(2)由于弯曲处的应力等原因，也时常被烧断。现在有人用白金丝做加热丝，如文献(1)沈阳科仪研制中心″磁控溅射镀膜机″说明书；也有人用卤灯做加热丝，如文献(2)M.F.Davisetal，J.A.Phys.69(10)，还有用激光加热，如文献(3)C.Romeoetal，PhysicaC180，77(1991)，这些设备尽管成本昂贵，设备复杂，效果也还不够理想。
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的缺点和不足，为了提高加热温度和加热体寿命，从而提供一种用石墨做加热体，电极将加热体与电源联为一体的石墨加热器。
本实用新形的目的是这样实现的本实用新型利用石墨材料的熔点高，导热导电性和化学性能好，以及易加工等特点，将其切割成一定厚度的长方形、方形、园形、管形等，而且一个加热器可以由一块或串，并连多块石墨组成一个加热体(5)，电极(6)将加热体(5)与电源(7)联接制成。
图(2)是平板型石墨体加热器图(3)是园管型石墨体加热器图(4)是园管梯度型石墨体加热器
以下结合附图及实施例对本发明进行详细地说明石墨材料具有一定的强度，其厚度较薄时，并具有一定弹性，加工也很方便，无论是立方结构还是六方结构的石墨熔点均约为3700℃，在温度为1492℃时，碳对应的蒸气压仅为10－10托，说明石墨是非常优良的耐高温材料。用石墨做加热体，其良好的导电性使它本身压降小，所产生的电场对薄膜的生长不会产生影响，其良好的导电性使它具有良好的温度均匀性。在做膜时，可将衬底(4)直接放在发热体(5)上，中间不需均恒体(3)具有非常高的热效率。尤其是将它用于制备碳化物材料，加热体(5)本身就是碳材料，不会由于加热材料挥发产生任何污染，更具有其独特的优点。
另外，石墨材料和加工费用均很低廉，而且具有一定的强度和弹性，不易损坏，寿命长，因而本实用新型提供的加热器是制备碳化物等薄膜的一种非常理想的加热器。
如果将石墨加热体(5)密封起来，它将成为适用于包括氧气氛在内各种场合的通用型加热器。
实施例1把石墨加工成宽30mm×长60mm×厚1mm的加热体(5)，用不锈钢板材做成夹板电极(6)，夹在加热体(5)的两端，选用输出20V，600W的自制变压器和1000W的调压器为电源(7)，它与夹板电极(6)相联，所有连接均用螺钉固定，制成恒温区为30mm×30mm的平面加热器。
实施例2按实施例1做，将加热体(5)和电极(6)烧封在石英玻璃里，制成用于包括氧气氛等各种场合用的通用型加热器。
实施例3把石墨加工成宽50mm×长90mm×厚1·5mm的加热体(5)，把加热体(5)的两端直接用钢板压装在镀膜设备真空室内的水冷电极(6)上，用镀膜系统中的控温仪及电源做电源(7)，制成用于制备C3N4镀膜系统用的平面加热器。
实施例4把石墨做成如图3所示，总长100mm，电极长各10mm，内径10mm，热管外径12mm，电极外径16mm的加热体(5)，用1mm厚的铜板做成圆夹式电极(6)，夹在加热体(5)两端，选用20V，600W的直流稳压电源做电源(7)，并与电极(6)相连，所有连接均用螺钉固定，制成圆管型加热器。
实施例5按实施例4做，在加热体(5)内放一根壁厚0·5mm，长140mm，外径10mm的石英管，然后用加水冷的外径为50mm，长120mm的不锈钢管做外壁，套在加热体(5)外面，用氮化硼粉把加热体(5)和电极(6)密封在外壁钢管和内壁石英管中间，制成用于测量磁粉特性等实验室通用的小型加热器。
实施例6把石墨加工成如图4所示，总长120mm，电极长各10mm，内径8mm，外径呈锥形的加热体(5)，锥台两端外径分别为12mm和10mm，两端电极外径为14mm，用0·5mm的不锈钢板做成圆夹式电极(6)，夹在加热体(5)两端，选用大电流可控硅稳压调压电源做电源(7)，制成呈均匀温度梯度分布的实验室用加热器。
实施例7做长200mm×宽20mm×厚2mm的石墨板8根，将8根石墨板间隔1mm平行放置做加热体(5)，用3mm厚的不锈钢板做成夹板电极(6)，用电极(6)把8根石墨板依次串联，用输出20V，功率2000W的自绕变压器和2000W的调压器做电源(7)，制成大面积平板加热器。
权利要求1.一种包括加热体(5)、电极(6)、和电源(7)构成的新型石墨体加热器，其特征在于加热体(5)采用石墨材料做成平板型、管型、锥型，电极(6)联接电源(7)与加热体(5)。
2.按权利要求1所述的石墨体加热器，其特征在于可把2根以上石墨并联或串联制成加热体(5)。
3.按权利要求1或2述的石墨体加热器，其特征在于所说的电源(7)可以是交流、直流电源和蓄电池、干电池等。
专利摘要本实用新型属于加热器制造技术领域。本实用新型提供一种用石墨材料做加热体，电极将石墨加热体与电源联接为加热器，它不仅是一种高温型加热器，而且可按不同的需要把石墨加工成平板、圆管、台锥等不同形状，做成具有平面和圆管的不同形状恒温区或按一定温度梯度分布的新型加热器。本实用新型集加热体和均恒温体为一体，具有很高的效率和良好的温度均匀性，并且适用于制备碳化物的材料与薄膜。
文档编号H05B3/10GK2203009SQ9424658
公开日1995年7月5日 申请日期1994年12月8日 优先权日1994年12月8日
发明者吕惠宾, 周岳亮, 崔大复, 陈正豪, 康宁, 杨国桢 申请人:中国科学院物理研究所