高純等靜壓石墨加熱器

高純石墨加熱器

用石墨材料制成的電爐加熱發(fā)熱體部件。石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，在特種工業(yè)爐為電爐中常用石墨作為發(fā)熱體。工業(yè)電爐中早期選用石墨電極作發(fā)熱體，后選用密度高的高功率電極作發(fā)熱體(熔煉石英玻璃也采用石墨電極作發(fā)熱體)。半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展，提煉單晶硅，單晶鍺，砷化鎵、磷化銦等材料的加熱爐選擇高純細(xì)結(jié)構(gòu)石墨和各向同性石墨作發(fā)熱體。一些特殊的工業(yè)爐和實(shí)驗(yàn)爐用炭布或石墨布作發(fā)熱體。
作為加熱爐用石墨發(fā)熱體要求產(chǎn)生穩(wěn)定熱場(chǎng)，所以要求石墨具有質(zhì)地均勻，有穩(wěn)定的電阻率。用于單晶制造的石墨發(fā)熱體，要求石墨特別潔凈，以避免雜質(zhì)元素影響單晶純度，其總灰分含量應(yīng)小于20×10–6，有的要求達(dá)到5×10–6。
常用單晶爐發(fā)熱體石墨性能如下：
體積密度         氣孔率     抗壓強(qiáng)度    比電阻                灰分
/g•cm–3             /％            /MPa        /Ω•cm                /％
1.70～1.76    15～20    35～60    (7～15)X10–4    (5～20)×10–4
石墨發(fā)熱體的設(shè)計(jì)應(yīng)參照選用石墨的電阻率而定。
石墨發(fā)熱體的機(jī)械加工、包裝、運(yùn)輸、貯藏過程中應(yīng)該保持潔凈、避免污染。
石墨發(fā)熱體在使用過程中常會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，這是由于石墨的蠕變所造成。室溫時(shí)石墨蠕變很小，當(dāng)溫度升到1700℃或更高時(shí)，幾小時(shí)后可觀察到蠕變，應(yīng)力消除后，材料中留有殘余應(yīng)變，造成石墨發(fā)熱體塑性變形。反映在實(shí)際使用中石墨變形造成熱場(chǎng)不均勻，規(guī)格尺寸越大變形越小，顆粒小比顆粒大的石墨變形大。防止石墨發(fā)熱體變形的辦法是，在使用前，先空燒一次(先通電升溫)用支架將發(fā)熱體支撐住，空燒溫度應(yīng)大于實(shí)際使用溫度100～200℃。為消除熱應(yīng)力造成石墨發(fā)熱體變形，一些廠商將用于發(fā)熱體的石墨最大顆粒由0.075mm，擴(kuò)大至0.5～1mm，取得了較好效果。