Высокотемпературный электронагреватель сопротивления Советский патент 1979 года по МПК H05B3/42 B01J17/18 

Изобретение отностися к области высокотемпературной техники и, в частности, может быть применено для выращивания кристаллов из расплава с островыпуклой формой фронта кристаллизации. Известен высокотемпературный нагреватель для вакуумных н газозаполненньк электропечей содержащий неводоохлаждаемые токовводы, нагрев ательНые элементы в ввде прутков из тугоплавких металлов, собранные в секвди и соединенные в низшей части перемычкой, и пояса жес кости 1. I Недостатком указанной конструкций являем ся то, что собранный из нагревательных элементов, изогнутых в виде скоб, цилиндрический нагреватель позволяет обогревать помещаемый внутрь тигель только с боковрй поверхности. Это приводит к возрастанию температур ньк гра-; диентов, снижению качества получаемых с исполь зованием этого нагревателя кристаллов небольшого диаметра, делает невозможным йУраЩив нне кристаллов больших размеров возникающих высоких, остаточных напряжений, вплоть до растрескивания кристаллов, приводит к снижению экономичносга процесса. Наиболее близким к изобретению является высокотемпературный электронагреватель сопротивления, вьшолненньй из прутков П-образной формы из тугоплавких металлов н сплавов, вертикальные участки которых ме.ха1шчески скреплены и расположены по образующим цилиндрической поверхности С равным зазором друг от дрзта, образуя нагревательную камеру, дно которой выполнено их горизонт;альными участками, а концы прутков соединены с токоподвс дами (21. Недостатком указанной конструкции является то, что нагреватель, собранньш из П-образных нагрева.тельных элементов с равномерным расположением по дну их горизонтальных участков, при использовати его для выращивания кристаллов дает, плоскую форму фронта кристаллИзащга, что снижает более чем в два раза производительность процесса (из-за небольшой площади плоского фронта кристаллизации), дает неравномерное распределение температурных градиентов (вертикальный много больше 3 горизонтального), приводит к неоднородности свойств получаемых кристаллов (из-за неустойчивости плоской формы фронта кристаллизации). - --- --- -;--- - Целью предлагаемого изобретения является получение островыпуклой формы фронта кристаллизации, улучшение качества кристаллов и снижение их себестоимости. Поставленная цель достигается тем, что горизонтальные участки расположены по пернферии дна камеры, образуя в центре отверстие, гтощадь которого составляет 10-50% от ппоща дй Всего Д -°Суидаость изобре№ШяТйШШЯётея ЧёртёШ;мй. На фиг, 1 изображен общий вид электронагре - прёДйазначенйогб для получения островы пуклого фронта кристаллизации; на фиг. 2 - вид А-А (фигЛ)о Электронагреватель содержит: токоподводы 1; нагревательные элементы 2; полукольца из тугоплавкого металла 3; распорные полуколыи 4. Нагревательные элементы 2 вставляются в ШЖ ШШМподйбДе иКрепятся на нем проволокой из тугоплавкого металла, которой обкручивается сделанный в верхней чдсти каждого нагревательного элемента запил глубиной 1,,5 мм. Шощадь отверстия в дне нагревателя, представленного на фиг. 2 составляет 45% ot общей площади: дна нагревателя. Островьшуклый фронт кристаллизации получаегся вследствие того, что нагревательные эле- менты 2 рМмёЩёны по днуHarpigBaiteTtaTaK, что Г0р|гзойтальные их участки расположены по пе.рифериидаа нагревателя, образуя в центре отверстие, площадь которого составляет 10-509& от площади всего дна нагревателя. В этой месте дааиагревателя создается область пониженной Температуры. ДЬ13ШТрТ1ру ов, из которых зготаМййа- ются нагревательные элементы, форма нагревательных элементов, их количество и длина 6п;ределяётся величиной общего сопротнвлйшянагревателя. В частности, отработкой преЖагаёлюг) штт щттг1 с тпшт)т1ттг{ругков диаметром 3 мм; диаметр нагревателя был 200 мм. Для того, чтобы предотвратить деформацйй) и смещение нагревательйых элементов в процеосе работы нагревателя, их скрепляют с помощью внешних и внутренних полуколец 3 и 4 ftf тугОплавкого металла. На внутренней стороне внешних и внутрен11их полуколец делаютсязШш1Ь1 глубиной 1,5-1,7 мм го числу элементов нагре Ш ШгйТ г г исключает возможность пёреме1щения закрепленйого в запиле нагревательного элеме BsC-iSiiK,., j-.. . та в горизонтальной плоскости. Полукольца в Mecte их Соприкрсновеш я с нагревательными элементами закрепляются с помощью проволоки из тугоплавкого металла дааметром 0,2-10,5 мм. Пара полуколец (внешние и внутренние) располагаются: по высоте на некотором расстоянии друг от друга в 3-4 ряда, причем первый ряд располагается у дна нагревателя, Токоподводы КреНйтся R водоохлаждаемым токовводам, что йс:кл1йпает возможность их расплавления в процессе работы нагревателя. Принцип работы нагревателя следующий: электрический ток с токовводов поступает на ТОКрпйдводы и даижется по рядам П-образных нагревательных элементов. Это обеспечивается тем, что концы каждого элемента прикреплены к разнополюсным подводам. Данное изобретение дает возможность получить островьтукльш фронт кристаллизации, что позволяет получать кристаллы высокого качества и больших размеров. ; Эффективность предлагаемого изобретения заклгбчается в: возмозкности простого решения Вопроса по:пучвния островыпуклой формы фронта кристаллизации без применения дополнительных нагревателей или других средств, снижении рЩбда электроэнергии, увеличении производитёлбнобти процесса, снижении себестоимости получаёмьк кристаллов. Формула изобретения Высокотемпературный электронагреватель сопротивления преимущественно для установок вьфаЩивания кристаллов из расплава, выполченньй из прутков П-образной формы из тугоплав-, ких Металлов и спяавов, вертикальные участки которых механически скреплены и расположены по образующим цилиндрической поверхности с равным зазором друг от друга, образуя нагревательную камеру, дно которой выполнено их горизонтйльнйШ Уйстками, а концы прутков со едийень с токоподводами, Ьтяйчающийся тем. Что, с целью повышения гфоизводительности проШсШи улучшения качества изделий, горизонтальТШгучаСткй расположены по периферии дна камеры, образуйй tfeHipe о1верстйе, плоидада коtdporo составляет 10-50% от площади всего дна. Источники информации, прийятые во внимайё 15)Я зксперитзё 1. Авторское свидетельство СССР № 193630, кл. Н 05 В 3/64, 1966. 5.ПатентСША№ 3155758, ют. 13-25, 1962. .