應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于硅熔煉裝置，具體涉及一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，包括坩堝，其特征在于坩堝外壁環(huán)繞有中頻感應(yīng)線圈，坩堝上方設(shè)置有電流方向?yàn)樨Q直環(huán)繞的工頻感應(yīng)線圈。本實(shí)用新型所具有的有益效果是：增設(shè)的工頻感應(yīng)線圈能夠大大增加對(duì)硅液的攪拌作用力，提高熔煉提純或者是介質(zhì)混合熔煉的效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化推廣應(yīng)用。
【專利說明】應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于硅熔煉裝置，具體涉及一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硅有無定型和晶體兩種同素異形體，具有明顯的金屬光澤，呈灰色，密度
2.32-2.34g/cm3，熔點(diǎn)1410°C，沸點(diǎn)3231.6°C (Iatm氣壓下)，具有金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，電離能8.151電子伏特。加熱下能同單質(zhì)的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般無機(jī)酸中，可溶于堿溶液中，并有氫氣放出，形成相應(yīng)的堿金屬硅酸鹽溶液，于赤熱溫度下，與水蒸氣能發(fā)生作用。硅在自然界分布很廣，在地殼中的原子百分含量為16.7%。是組成巖石礦物的一個(gè)基本兀素，以石英砂和娃酸鹽出現(xiàn)。
[0003]目前，硅主要有以下幾方面的應(yīng)用:
[0004](I)高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成P型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成η型和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應(yīng)用的二極管、三極管、晶閘管和各種集成電路(包括計(jì)算機(jī)內(nèi)的芯片和CPU)都是用硅做的原材料。單晶硅作為半導(dǎo)體器件的核心材料，大大地促進(jìn)了信息技術(shù)的革命。自20世紀(jì)中葉以來，單晶硅隨著半導(dǎo)體工業(yè)的需要而迅速發(fā)展。
[0005](2)金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結(jié)，制成金屬陶瓷復(fù)合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了兩者的先天缺陷。可應(yīng)用于軍事武器的制造。第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”能抵擋住高速穿行稠密大氣時(shí)摩擦產(chǎn)生的高溫，主要依靠其三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。
[0006](3)光導(dǎo)纖維通信，最新的現(xiàn)代通信手段。用純二氧化硅可以拉制出高透明度的玻璃纖維。激光可在玻璃纖維的通路里，發(fā)生無數(shù)次全反射而向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發(fā)絲細(xì)的玻璃纖維，可以同時(shí)傳輸256路電話；并且還不受電、磁的干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。
[0007](4)性能優(yōu)異的硅有機(jī)化合物。有機(jī)硅化合物，是指含有S1-O鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機(jī)基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物。其中，以硅氧鍵(-S1-O-S1-)為骨架組成的聚硅氧烷，是有機(jī)硅化合物中為數(shù)最多，研究最深、應(yīng)用最廣的一類，約占總用量的90%以上。
[0008](5)硅與有機(jī)橡膠合成的材料俗稱硅膠，柔軟度、韌性和防水性都優(yōu)于普通橡膠，是人造血管、骨骼的最佳材料。
[0009]目前，在硅的熔煉過程中經(jīng)常會(huì)用到中頻感應(yīng)爐對(duì)硅進(jìn)行熔煉，在硅的熔煉過程中，有合適的攪拌不管是對(duì)硅的熔煉提純還是介質(zhì)混合熔煉都會(huì)提高效果，但是中頻感應(yīng)爐的感應(yīng)線圈頻率較高，在硅熔煉過程中起到的攪拌作用力很小，無法提高其熔煉效果。實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，通過增設(shè)一組工頻感應(yīng)線圈，提高硅熔煉過程中的攪拌作用，以此提高硅熔煉效果。
[0011]本實(shí)用新型所述的一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，包括坩堝，坩堝外壁環(huán)繞有中頻感應(yīng)線圈，坩堝上方設(shè)置有電流方向?yàn)樨Q直環(huán)繞的工頻感應(yīng)線圈。
[0012]其中，坩堝可以為石墨坩堝，也可以為石英坩堝。由于石墨與石英物理特性不同，石墨可以導(dǎo)電但是石英不可以，中頻感應(yīng)線圈中通入反復(fù)變化的電流,可以在石墨材質(zhì)中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使硅熔化，從而進(jìn)行熔煉。因此當(dāng)坩堝選用石英坩堝的時(shí)候，需要在石英坩堝與中頻感應(yīng)線圈之間增設(shè)石墨發(fā)熱體，通過石墨發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量再傳遞到石英坩堝中的硅料。
[0013]工頻感應(yīng)線圈的匝數(shù)優(yōu)選為3?5匝。
[0014]中頻感應(yīng)線圈的頻率優(yōu)選為500HZ?5KHZ。
[0015]本實(shí)用新型中，中頻感應(yīng)線圈主要起到對(duì)硅料熔化進(jìn)行熔煉的作用，當(dāng)硅料熔化之后，開啟工頻感應(yīng)線圈，由于工頻感應(yīng)線圈的工作頻率只有50HZ，對(duì)硅液的攪拌作用明顯，能夠很好的進(jìn)行熔煉提純或者是介質(zhì)混合熔煉。
[0016]本實(shí)用新型所具有的有益效果是:增設(shè)的工頻感應(yīng)線圈能夠大大增加對(duì)硅液的攪拌作用力，提高熔煉提純或者是介質(zhì)混合熔煉的效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中:1、石墨坩堝2、中頻感應(yīng)線圈3、工頻感應(yīng)線圈4、石英坩堝5、石墨發(fā)熱體?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]如圖1所示，一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，包括坩堝，坩堝外壁環(huán)繞有中頻感應(yīng)線圈2，坩堝上方設(shè)置有電流方向?yàn)樨Q直環(huán)繞的工頻感應(yīng)線圈3。
[0023]其中，坩堝為石墨坩堝1，石墨可以導(dǎo)電，中頻感應(yīng)線圈2中通入反復(fù)變化的電流，可以在石墨材質(zhì)中廣生潤(rùn)流。潤(rùn)流廣生的熱量使娃溶化，從而進(jìn)行溶煉。
[0024]工頻感應(yīng)線圈3的匝數(shù)為5匝。
[0025]中頻感應(yīng)線圈2的頻率為2KHZ。
[0026]中頻感應(yīng)線圈2主要起到對(duì)硅料熔化進(jìn)行熔煉的作用，當(dāng)硅料熔化之后，開啟工頻感應(yīng)線圈3，由于工頻感應(yīng)線圈3的工作頻率只有50HZ，對(duì)硅液的攪拌作用明顯，能夠很好的進(jìn)行熔煉提純或者是介質(zhì)混合熔煉。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]如圖2所示，一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，包括坩堝，坩堝外壁環(huán)繞有中頻感應(yīng)線圈2，坩堝上方設(shè)置有電流方向?yàn)樨Q直環(huán)繞的工頻感應(yīng)線圈3。[0029]其中，坩堝為石英坩堝4。由于石英不能導(dǎo)電，因此當(dāng)坩堝選用石英坩堝4的時(shí)候，需要在石英坩堝4與中頻感應(yīng)線圈2之間增設(shè)石墨發(fā)熱體5，通過石墨發(fā)熱體5產(chǎn)生的熱量再傳遞到石英坩堝4中的硅料。
[0030]工頻感應(yīng)線圈3的匝數(shù)為5匝。
[0031]中頻感應(yīng)線圈2的頻率為1KHZ。
[0032]中頻感應(yīng)線圈2主要起到對(duì)硅料熔化進(jìn)行熔煉的作用，當(dāng)硅料熔化之后，開啟工頻感應(yīng)線圈3，由于工頻感應(yīng)線圈3的工作頻率只有50HZ，對(duì)硅液的攪拌作用明顯，能夠很好的進(jìn)行熔煉提純或者是介質(zhì)混合熔煉。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，包括坩堝，其特征在于坩堝外壁環(huán)繞有中頻感應(yīng)線圈，坩堝上方設(shè)置有電流方向?yàn)樨Q直環(huán)繞的工頻感應(yīng)線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，其特征在于坩堝為石墨i甘禍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，其特征在于坩堝為石英坩堝，且石英坩堝與中頻感應(yīng)線圈之間設(shè)置有石墨發(fā)熱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，其特征在于工頻感應(yīng)線圈的阻數(shù)為3?5阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的應(yīng)用于硅熔煉的雙感應(yīng)線圈熔煉裝置，其特征在于中頻感應(yīng)線圈的頻率為500HZ?5KHZ。
【文檔編號(hào)】C01B33/037GK203558862SQ201320717594
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】譚毅, 溫書濤, 侯振海, 姜大川, 李鵬廷 申請(qǐng)人:青島隆盛晶硅科技有限公司