Навигация
Установки бестигельной зонной плавки
29187
знаков
2
таблицы
6
изображений
3 Установки бестигельной зонной плавки
Преимущества бестигельной зонной плавки, позволяющие предотвратить взаимодействие очищаемого слитка с материалом контейнера, привели к созданию многочисленных конструкций аппаратов и их широкому применению для исследований и промышленных условий, в первую очередь в производстве полупроводникового кремния.
Наибольшее распространение получили установки бестигельной зонной плавки высокочастотным нагревом. Установки с электроннолучевым нагревом применяют для производства особо чистых тугоплавких металлов и выращивания их монокристаллов. Эти способы нагрева позволяют достигать наибольшей напряженности теплового поля и создать узкую расплавленную зону. При нагреве токами высокой частоты происходит интенсивное перемешивание на расплавленном участке, способствующее ускорению диффузии примесей, в расплавленную зону. Имеются установки бестигельной зонной плавки и с графитовым нагревателем сопротивления, а также со световым нагревом зоны.
|
|
Перемещение расплавленной зоны можно осуществлять двумя способами, создавая поступательное движение нагревателя относительно неподвижного слитка или слитка относительно неподвижного нагревателя. Это отражается на конструктивном оформлении функциональных узлов и механизмов печного блока установок.
В зависимости от технологических требований процесс бестигельной зонной плавки можно проводить в 'восстановительной атмосфере, в атмосфере инертного газа и в вакууме.
Принципиальная схема камеры установки бестигельной зонной плавки с неподвижным индуктором представлена на рис.5. Очищаемый стержень 5 с постоянным сечением, .полученный отливкой в форму, прессованием, выращиванием в процессе восстановления или другими способами, помещают внутрь рабочей камеры 1 так, чтобы он был охвачен индуктором 6, и укрепляют в строго вертикальном положении.
| Рис. 5. Установка бестигельной зонной плавки с неподвижным индуктором |
Верхний (Конец стержня укрепляют в зажиме 4
верхнего штока 3, а нижний конец — в зажиме 9 нижнего штока 11. Зажимы, пружинящие цанги или патроны изготовляют из жаропрочного материала, например молибдена. Стержень центрируют внутри индуктора.
Камера герметично закрывается дверцей 7, в которой имеется смотровое окно 8 для наблюдения за процессом. Смотровое окно выполняют, как правило, из прозрачного кварцевого стекла в виде вертикальной щели. Иногда делают несколько круглых смотровых окон, расположенных на дверце напротив стержня. Верхний шток 3 и нижний 11 соосны, этим штокам соответствующими приводами сообщается вращение и синхронное поступательное перемещение. Ввод штоков в камеру обеспечивается конструкцией герметичных, вакуумных уплотнений. Верхний шток, кроме того, имеет возможность регулировочного осевого перемещения, осуществляемого вручную или автоматически для регулировки диаметра очищаемого стержня растяжением или поджатием расплавленной зоны в процессе плавки.
Электропитание индуктора осуществляется через уплотненный ввод 12. Рабочая камера подсоединяется к вакуумной системе через патрубок 13, размер которого определяется условиями поддержания в камере необходимого уровня остаточного давления, типом и размером аппаратуры вакуумной системы. Для создания в рабочей камере атмосферы инертного или другого технологически необходимого газа предусмотрены вентиль и натекатели 10 и 2.
Процесс очистки стержня бестигельной зонной плавки осуществляется следующим образом. Стержень 5 перемещается в начальное положение разогрева зоны, выключается привод перемещения штоков, дверца камеры закрывается, в камере создается предварительный вакуум. После подачи воды в систему охлаждения (к камере, штокам, дверце со смотровыми окнами, вакуумной системе) и регулировки расхода охлаждающей воды для обеспечения нужного слива с каждого места охлаждения вакуум в камере доводят до нужного уровня и устанавливают необходимую мощность на нагревателе для разогрева слитка. Когда создается расплавленная зона, включают привод перемещения и привод вращения верхнего и нижнего штоков и осуществляют рабочий проход расплавленной зоны вдоль очищаемого стержня. По окончании прохода зоны, по всей длине стержня и «замораживания» зоны в конечном положении возвращают стержень в исходное положение, снова создают зону; процесс повторяют необходимое число раз.
Для получения в условиях бестигельной зонной очистки стержней в виде монокристаллов требуется применять ориентированную монокри-сталлическую затравку. В этом случае в последовательность действий оператора вносятся некоторые изменения. Стержень-заготовку укрепляют в зажиме верхнего штока и центрируют его относительно нагревателя, а ориентированную монокристаллическую затравку укрепляют в зажиме нижнего штока. При этом возникает необходимость сращивания в один стержень монокристаллической затравки и стержня. Поэтому выполняют все описанные выше операции до операции первичного расплавления зоны, стержень-заготовку перемещают относительно нагревателя в такое положение, при котором создается капля расплава на его нижнем конце; разогревают и подводят к капле затравку. Далее процесс проводят так, как это описано выше, если размер затравки равен размеру очищаемого стержня. Если же сечение монокристаллической затравки меньше сечения стержня, то необходимо осуществить разращивание переходного конуса под заданным углом до требуемого диаметра монокристалла. Далее процесс плавки проводят в обычном порядке.
Похожие работы
... ввода коммуникаций учтены рекомендуемые расстояния точек ввода до краев оборудования. На монтажный план нанесено только монтируемое тепловое, холодильное, механическое и вспомогательное оборудования. На предприятиях общественного питания обычно принимают четырехпроводные электрические сети, имеющие напряжение 380В, реже 220В. Передача электроэнергии от трансформатора к электрическим приемникам ...
... 11,9 11,5 16,6 медь 9,8 15,5 16,4 Выпуск алюминия высокой чистоты, % марок: А995 47,8** 3,5 2,1 А99 30,4 67,1 54,2 А97 8,3 21,5 43,7 А95 10,4 7,9 — ниже А95 3,1 — — * Показатели производства алюминия высокой чистоты. ** Сортность по электролизерам без расшихтовки. Основным фактором, снижающим выход по току, помимо прямых потерь тока ...
... либо полным, активным или реактивным током. Расчет нагрузок городской сети включает определение нагрузок отдельных потребителей (жилих домов, общественных зданий, коммунально-бытовых предприятий и т.д.) и элементов системы электроснабжения (распределительных линий, ТП, РП, центров питания и т.д.) Расчётную нагрузку грепповых сетей освещения общедомовых помещений жилых зданий (лестничных клеток, ...
... . Рабочие помещения сварки оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей предельно допустимые концентрации вредных веществ. 2. Охрана труда при изготовлении радиоэлектронных изделий и приборов 2.1 Изготовление изделий методами литья и прессовки При изготовлении радиоэлектронных узлов и деталей широко применяются отлитые и прессованные заготовки-детали. В результате литья и ...
0 комментариев