Спираль - нагреватель
Cтраница 3
 |
Схема программного регулирования скорости нагрева при помощи поддержания постоянной заданной разности температур в стенке печи и дифференциальной термопары. [31] |
Недостаток данного метода, заключающийся в том, что потеря тепла через наружные стенки печи приводит к некоторому замедлению нагрева, можно полностью устранить следующим образом. Горячий спай дифференциальной термопары, который помещается у спирали нагревателя. [32]
Нагреватель для колонок меньшего диаметра может быть изготовлен по этому же принципу. Такой видоизмененный нагреватель передает больше тепла колонке не от спирали нагревателя, а от нагревательного блока. Могут быть также использованы нагреватели из нихромовой тесьмы или провода, согнутых в-петлю. Для малых образцов ( весом 0 1 - 10 г) конструкция используемого нагревателя может быть чрезвычайно проста. [33]
Число нагревателей зависит от толщины стенки нагреваемого изделия: для нагрева изделия со стенкой 12 мм требуется один ( нагреватель, а лри увеличении толщины на каждые 12 мм прибавляют по одному нагревателю. При нагреве изделия до температуры 650 - 670 С спираль нагревателя может быть использована 50 - 75 оаз. [34]
В общем типичная печь для выращивания монокристаллов кремния состоит из пирексовой трубы, снабженной вводами для впуска и вывода аргона, вводами для термопары, а также подъемным и вращающим механизмами. Внешний экран из огнеупорного материала, обычно алунда, окружает спираль нагревателя, намотанную также на алундовую трубу. Кварцевый тигель заключен в графитовый цилиндр и все это вместе укреплено на специальном основании. Свободный объем пирексовой трубы обычно заполняется алундом или другим заполнителем. Поверхность расплава перед погружением в нее затравки должна быть совершенно чистой, в противном случае наличие дополнительных зародышевых центров может привести к образованию поликристалла. Для измерения температуры поверхности расплава следует пользоваться оптическим пирометром, так как термопара в случае неудачного ее расположения может давать неверные показания. [35]
Если во всех трех положениях стрелка омметра отклоняется и показывает омическое сопротивление - спираль нагревателя исправна. Если омметр показывает бесконечность - заменить электронагреватель. [36]
В верхней части корпуса находятся две сетки ( 2) с размерами ячеек 1x1 мм и суммарным сопротивлением С, 3 для выравнивания на срезе дымовой трубы поля скоростей истекающей струи. В подогревателе одна из труб ( 72) использовалась для подачи воздуха от компрессора, другая - для подвода электрического тока к спирали нагревателя. Все электрические выводы и соединения выполнены на изолирующей основе - фторопластовой пластине толщиной Ъ 2 мм. [37]
 |
Схема программного регулирования скорости нагрева компенсационным методом. [38] |
Оформление этого метода проще других ( рис. 38), ибо не требует никаких движущихся механических устройств. Горячие спаи контрольной дифференциальной термопары укрепляются: один - на внутренней стенке шамотного стакана, другой - на наружной стенке в непосредственной близости к спирали нагревателя. Термопара присоединяется к чувствительному контактному гальванометру или к зеркальному гальванометру с фотореле. [39]
С электрическим подогревом может быть также сконструировано приспособление по схеме И. И. Чернецова ( фиг. Особенностью этой схемы являются дверцы, входящие с трех сторон в вырезы корпуса. Спирали нагревателей смонтированы на внутренней стороне каждой дверцы. Таким образом, повреждение нагревателя легко может быть обнаружено. [40]
 |
Выверка горизонтальности рамы при помощи гидростатических уровней.| Винтовое приспособление для насадки шкива на вал. [41] |
В корпусе установлен трубчатый электронагреватель 2 мощностью 1 5 кет. К корпусу крепится ручка 5 для переноса нагревателя. Спираль нагревателя присоединяется к электрической сети напряжением 220 в. Подшипниковый щит устанавливают на заземленную металлическую плиту, вводят нагреватель в горловину щита, включают ток и нагревают ступицу щита до 85 - 95 С. [42]
Нагревателем может служить пробирка из тугоплавкого стекла диаметром 25 - 35 мм и длиной 170 - 180 мм или специальный патрон из нержавеющей стали с такими же размерами. Пробирку заполняют кварцевым песком и закрывают пробкой, через которую выводят гибкие проводники от спирали. Мощность спирали нагревателя подбирается такой, чтобы она обеспечила умеренное кипение 500 мл воды. Как показали исследования автора, материал пробирки особого значения не имеет. Значительно большее влияние оказывает состояние поверхности: чем больше ее шероховатость, тем быстрее выделяется накипь. По данным В. В. Вихрева шероховатость поверхности может быть достигнута обработкой стекла составом, состоящим из 50 частей фтористого натрия, 5 - сульфата аммония, 10 - концентрированной серной кислоты и 50 - воды. [43]
Нагревательный элемент электрического кипятильника вмонтирован внутрь тонкостенного металлического корпуса из нержавеющей стали, латуни или алюминия. Пространство между стенками корпуса кипятильника и нагревательной спиралью заполнено кварцевым песком. Концы спирали нагревателя приварены к контактным шпилькам, выходящим из корпуса кипятильника. Места выхода контактных шпилек герметически закрыты стекловидной эмалью. [44]
Ниже 0 С характеристика хромель-алюмелевой термопары начинает отходить от линейной, но вносимые этим искажения нагрева в низкотемпературной области большого значения для ТМА не имеют. При высоких температурах линейность нагрева образца начинает нарушаться уже по другой причине. Хотя вблизи спирали нагревателя и достигается задаваемая термопарой температура, из-за усиливающихся тепловых потерь наступают отклонения от квазистационарного режима: разность температур между нагревателем и образцом не остается постоянной, а начинает понемногу увеличиваться. Однако при достаточно хорошей термоизоляции нагревательного блока до 400 - 500 это отклонение также не является существенным. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5