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石墨热场先容

编辑: 发布时间:2019-10-10 14:52:15

石墨热场
石墨热场简单的说就是用来拉单晶硅的整套石墨加热系统。最常见的是18寸的石墨热场。
热场的组成部分如加热器、三瓣埚、石墨托、热屏等均由石墨加工而成。在生产过程中,经常能碰到加热器件损坏的现象,那么石墨器件损坏的原因是什么,应该采取什么样的措施来延长石墨器件的寿命呢?石墨器件的损坏,主要有人为和劣化两个方面的原因。人为方面只要加强管理,强化员工防范意识,就可以将损失降到最低点。这里主要讨论劣化。

首先大家来了解石墨的有关特性,
1.耐高温性,石墨的熔点极高,在真空为3850度,在低压下升华,升华温度为2200度,与一般材料不同,当温度升高时石墨不但不软化,强度反而增高,在2500度时,石墨的抗拉强度反而增加一倍。
2.特殊的抗热震性,石墨的热膨胀性具有各向异性,因而宏观膨胀系数不大,在温度骤变的情况下,石墨的体积变化也不大,再加上其良好的导热性能,因而石墨的抗热震性良好。
诸上两点所述,石墨件应该能够长时间的在高温下稳定工作。
随着社会经济的发展,很多单晶硅生产厂家在石墨热场的应用都是比较熟练的,原因是有两点:第一、石墨毡保温效果好,厚度达到100毫米,有效的保证了径向梯度温度可能小的条件,第二、热长达的原因可以是石墨坩埚的厚度达到250毫米,扎样可以是上中下保温桶的口径也会足够大,有充分的纵向的散热功能。众所周知石墨坩埚使用方法上的存在的问题就会导致石墨坩埚使用时间减少,从而也给生产商自己增加了成本。
在通常情况下,瓣堝与其他石墨器件如保温罩、加热器相比,都是同样的材料、同一个厂家、同样的工作环境,为什么使用寿命远远低于保温罩和加热器呢? 三瓣堝的断裂主要原因来自于石英坩埚。
1.由于熔硅的密度要大于固体硅,这样在冷却过程中,锅底料会撑破石英坩埚,而石英坩埚是贴合于三瓣堝的,当石英坩埚破裂而产生的应力大于三瓣堝承受的应力时,三瓣堝就会断裂,这就是为什埚底料剩余过多会撑破三瓣埚的原因。
2.加热时间过长、石英坩堝质量不过关、原料酸碱度未达到要求,会导致漏硅和渗硅,熔硅渗入三瓣堝之间的缝隙之间冷却后一是撑坏三瓣堝,二是使三瓣堝相互粘接,在清炉时,使其分离有可能造成断裂。
3.在加热过程中唯有三瓣埚的热源来自两个方面,一是加热器的辐射,二是来自于石英坩埚的传导,这就导致三瓣埚受热不匀,加热时沿某些方向膨胀,沿另一些方向收缩,从而导致三瓣埚断裂。


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