[实用新型]单晶炉用加热器

说明书

本实用新型公开了一种方便调节加热器轴向温度分布梯度的单晶炉用加热器，所述加热器包括至少2个发热圈、至少2个支撑脚和连接两者的连接螺栓；发热圈为筒体，与支撑脚装配处加工有发热圈连接平面和连接螺孔；支撑脚包括发热圈连接端、电极连接端，整体呈L型，发热圈连接端上加工有用于装配发热圈的支撑脚连接平面，支撑脚连接平面上设有用于让连接螺栓穿过的连接通孔，发热圈通过连接螺栓安装在发热圈连接端上；电极连接端加工有用于装配电极的通孔；本实用新型结构简单、性能可靠，加热器可整体成型或组合成型，方便制造安装，通过改变发热圈的数量及高度、相邻发热圈之间的间距，以调节加热器轴向温度的分布梯度。

技术领域

本实用新型涉及一种单晶炉，具体地说是一种单晶炉用加热器，特别是涉及一种方便调节加热器轴向温度分布梯度的单晶炉用加热器。

背景技术

目前，单晶炉中的加热器多数为开槽式栅栏圆筒型。在结构设计方面，为了匹配电阻，通过在圆筒身上加工出依次分布的仅贯穿上端面或下端面的轴向槽，从而构成一对首尾相连的并联电阻条。在所用材质方面，多采用石墨或碳碳复合材料。该加热器电阻均匀，无法调节沿轴向不同位置的发热量。同时，使用过程中，碳素材料与热场内富硅气氛的反应能使碳变成一氧化碳，即不断侵蚀碳素材料的基体。由于碳素加热器筒身上开槽弧顶处横截面积较小，且是一个形状也即电流流向的拐点，最容易发生腐蚀。而腐蚀一旦开始，该点的尺寸因侵蚀会不断变细，电流密度会越发加大，表现为反应速度越来越快，形成一个恶性循环，直至开槽顺着槽顶贯通到加热器端面后产品整体断开，电路形成断路而无法使用。虽然碳素加热器一直在致力于提升产品密度，尤其是像碳碳复合材料加热器可在其表面制作出一层十分致密的碳涂层，但依旧不能解决可与富硅气氛发生反应的这点本质特性，所能做到的仅是延缓腐蚀的发生。以致于加热器变成了所有热场部件中寿命最短的存在，给行业带来巨大的成本压力。

文献1：发明专利CN 101905977A 公开了一种碳/碳多晶硅铸锭炉整体式加热器的制备方法。该方法是将已涂刷树脂的炭布或针刺炭毡一层层缠绕于钢模芯上制成预制体；经加压固化、炭化和化学气相沉积增密处理，使加热器制品密度达到≥1.50g/㎝³；通过机械加工使之达到客户要求的形状和尺寸；最后经过CVD碳化硅防护层和高温纯化处理制得碳碳复合材料多晶硅铸锭炉整体式加热器。该专利对碳素加热器表面制备碳化硅涂层，比现有的碳素材料加热器的原材料消耗降低90﹪以上；产品表面有CVD表面沉积碳化硅防护层，阻隔了硅蒸汽和氧等对产品的侵蚀，使用寿命延长至少一倍以上。

文献2：发明专利CN 103833402A公开了一种碳化硅陶瓷复合材料内加热器保护管及其制备方法。所述碳化硅陶瓷复合材料内加热器保护管包括外碳化硅层、内碳化硅层和碳纤维加强层，所述的外碳化硅层设置于碳纤维加强层的外表面，内碳化硅层设置于碳纤维加强层的内表面。该专利制备的碳化硅陶瓷复合材料内加热器保护管，热导率高，抗热震性好，耐腐蚀，使用寿命长；用于锌、铝、银等金属冶炼领域可减少了设备停机维修、更换的次数和费用，显著提高生产效率，降低生产成本。

但是，上述专利均由于碳化硅和碳/碳基体本身的热膨胀系数差异，而加热器处于反复热震过程，很容易导致碳化硅涂层由于热膨胀系数不匹配而开裂以至脱落，从而导致防护失效。

目前，鲜有采用碳陶复合材料制备单晶炉用加热器的报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种方便调节加热器轴向温度分布梯度的单晶炉用加热器。

本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种单晶炉用加热器，所述加热器包括至少2个发热圈、至少2个支撑脚和连接两者的连接螺栓；发热圈为筒体，与支撑脚装配处加工有发热圈连接平面和连接螺孔；支撑脚包括发热圈连接端、电极连接端，整体呈L型，发热圈连接端上加工有用于装配发热圈的支撑脚连接平面，支撑脚连接平面上设有用于让连接螺栓穿过的连接通孔，发热圈通过连接螺栓安装在发热圈连接端上；电极连接端加工有用于装配电极的通孔；通过改变发热圈的数量及高度、相邻发热圈之间的间距，以调节加热器轴向温度的分布梯度。