專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種冶金設(shè)備部件，尤其是一種區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中所使用的部件。
背景技術(shù)：
：區(qū)域熔煉法是上個(gè)世紀(jì)50年代初期發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)合成技術(shù)，此技術(shù)主要為半導(dǎo)體工業(yè)提供高純度的晶體。之后，人們利用這一技術(shù)來(lái)提純金屬材料。目前，國(guó)際國(guó)內(nèi)采用的區(qū)域熔煉高純金屬裝置主要由三個(gè)部分構(gòu)成，高頻發(fā)生器控制柜、移動(dòng)裝置和加熱裝置。其中，加熱裝置是一個(gè)高頻爐銅線圈，該線圈根據(jù)所提純金屬的熔點(diǎn)設(shè)定相應(yīng)的熔化溫度，繞制相應(yīng)結(jié)構(gòu)的銅線圈，因此，高頻銅線圈的繞制形式和尺寸多種多樣。在進(jìn)行區(qū)域熔煉過(guò)程中，位于銅線圈位置的金屬被線圈電磁感應(yīng)加熱熔化，熔化液體的寬度即為熔區(qū)的寬度。隨著線圈的勻速移動(dòng)，沿線圈前進(jìn)方向一側(cè)的鍺金屬不斷被熔化，另一側(cè)則不斷冷卻凝固，由于分離系數(shù)小于1的雜質(zhì)從固體向液體擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的區(qū)熔，實(shí)現(xiàn)將雜質(zhì)從一端趕到另一端，達(dá)到提純金屬的目的?？梢?jiàn)，如果要提高區(qū)域熔煉的效率，就需要保證提純金屬的充分熔化，因而需要線圈在設(shè)定的加熱溫度下，同時(shí)控制較窄的熔區(qū)，縮短雜質(zhì)擴(kuò)散的路徑?，F(xiàn)有的區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中使用的高頻爐銅線圈在繞制時(shí)每匝線圈的軸向?qū)挾容^寬，而且每匝線圈之間的間隙也較寬，使得熔區(qū)較寬，為80100mm，因此其區(qū)熔效果不理想，其區(qū)熔合格率大約只有61%。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的就是現(xiàn)有的區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中使用的高頻爐銅線圈的熔區(qū)較寬的問(wèn)題，提供一種新型結(jié)構(gòu)的高頻加熱銅線圈，其熔區(qū)相對(duì)變窄，其區(qū)熔合格率相應(yīng)提高。本實(shí)用新型的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，由數(shù)個(gè)繞制而成的高頻加熱銅線圈組成，并在高頻加熱銅線圈中設(shè)置出水口和入水口，其特征在于該高頻加熱銅線圈緊密繞制的每匝線圈之間設(shè)置了絕緣層，并由固定卡將各匝線圈卡住固定。上述的絕緣層和固定卡采用絕緣材料，該材料不僅耐高溫，電絕緣，而且絕緣層材料的特點(diǎn)是不會(huì)太多影響線圈的制作寬度。所述的固定卡在每個(gè)高頻加熱銅線圈中配置3個(gè)，以平均120。的角度卡在圓形高頻加熱銅線圈的外周邊。繞制銅線圈的銅管截面為長(zhǎng)方形，由圓形截面的銅管壓制而成，并以窄邊為熔區(qū)方向繞制成高頻加熱銅線圈，這樣，使得采用同一種型號(hào)銅管經(jīng)改造后繞制的線圈總寬度減少，但其材料成本保持不變。本實(shí)用新型的加熱裝置，由雙排高頻加熱銅線圈構(gòu)成，冷卻方式為在雙排高頻加熱銅線圈的電源進(jìn)、出端各設(shè)置一個(gè)入水口，在上、下排高頻加熱銅線圈之間設(shè)置一個(gè)出水口。原結(jié)構(gòu)只從一個(gè)入水口入水，冷卻水流經(jīng)所有高頻加熱銅線圈后從另一端出水，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)使得冷卻效果提高，減輕了線圈內(nèi)壁形成水垢的情況。上述的高頻加熱銅線圈外部采用耐高溫電絕緣材料進(jìn)行包裹，操作更加安全，避免了原線圈金屬銅管不包裹，存在安全隱患的問(wèn)題。本實(shí)用新型高頻加熱銅線圈，其產(chǎn)生的熔區(qū)比傳統(tǒng)的線圈明顯變窄，更加符合區(qū)域熔煉提純?cè)?，提純效果更加明顯。且該裝置加工工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，使用安全可靠，能節(jié)省一定的人力物力，有益于推進(jìn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展。圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是高頻加熱單線圈結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖2的A部分放大圖圖4是固定卡結(jié)構(gòu)示意圖其中，高頻加熱銅線圈1，絕緣層2，固定卡3，入水口4，出水口具體實(shí)施方式實(shí)施例1:一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純鍺金屬設(shè)備中的加熱裝置，該加熱裝置的高頻加熱銅線圈的熔區(qū)溫度設(shè)定并控制在105(TC，此時(shí)鍺金屬處于熔化狀態(tài)并具有一定的流動(dòng)性。該加熱裝置由銅管繞制成的8個(gè)高頻加熱銅線圈l組成，將其串聯(lián)焊接，呈上下兩排對(duì)齊排列，每層有4個(gè)高頻加熱銅線圈1。該加熱裝置一側(cè)上下兩排高頻加熱銅線圈l均設(shè)置入水口4，另一側(cè)則只設(shè)置一出水口5。繞制線圈的銅管由外徑為12mm的紫銅管加工成長(zhǎng)寬比為3比1的方管，要求管壁沒(méi)有因加工產(chǎn)生明顯機(jī)械損傷，外表面比較光滑。該高頻加熱銅線圈1以方銅管的窄邊為熔區(qū)方向緊密繞制4匝線圈，每匝線圈包裹絕緣層2，并由固定卡3將高頻加熱銅線圈1的各匝線圈固定卡住。采用本實(shí)施例結(jié)構(gòu)的高頻加熱銅線圈，其線圈的軸向?qū)挾却蠹s為23.5mm，而如果采用同規(guī)格的紫銅管加工成原結(jié)構(gòu)的高頻加熱銅線圈則其線圈的軸向?qū)挾葘⒋笥?0mm，因此高頻加熱銅線圈達(dá)到同樣的溫度時(shí)，由于熔區(qū)減窄，將使區(qū)熔效果更好。對(duì)未經(jīng)改造的原線圈與本實(shí)施例結(jié)構(gòu)的線圈進(jìn)行多次生產(chǎn)實(shí)踐得出表1所列的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表1:4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表l表明，本實(shí)用新型的區(qū)熔合格率有比較明顯的提高，原來(lái)需要IO次達(dá)到的區(qū)熔合格率現(xiàn)在只需要6次，因此很大程度上提高了加熱設(shè)備的效率，不僅節(jié)約了人力物力，而且對(duì)節(jié)能環(huán)保也起到相當(dāng)?shù)淖饔?。另外，采用雙頭入水的冷卻方式比單頭入水的冷卻方式，在相同時(shí)間內(nèi)，其冷卻效果更加明顯，避免了使銅管內(nèi)壁結(jié)水垢，一定程度上能夠延長(zhǎng)本裝置的使用壽命。權(quán)利要求一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，由數(shù)個(gè)繞制而成的高頻加熱銅線圈(1)組成，并在高頻加熱銅線圈(1)中設(shè)置出水口(5)和入水口(4)，其特征在于該高頻加熱銅線圈(1)緊密繞制的每匝線圈之間設(shè)置了絕緣層(2)，并由固定卡(3)將各匝線圈卡住固定。2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，其特征在于高頻加熱銅線圈(1)中的絕緣層(2)和固定卡(3)采用絕緣材料。3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，其特征在于所述的固定卡(3)在每個(gè)高頻加熱銅線圈(1)中配置3個(gè)，以平均120。的角度卡在圓形高頻加熱銅線圈(1)的外周邊。4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，其特征在于所述的高頻加熱銅線圈(1)是由截面為長(zhǎng)方形的銅管以窄邊為熔區(qū)方向繞制而成，長(zhǎng)方形截面的銅管由圓形截面的銅管壓制而成。5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，其特征在于由雙排高頻加熱銅線圈(1)構(gòu)成，冷卻方式為在雙排高頻加熱銅線圈的電源進(jìn)、出端各設(shè)置一個(gè)入水口(4)，在上、下排高頻加熱銅線圈(1)之間設(shè)置一個(gè)出水口(5)。6.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，其特征在于高頻加熱銅線圈(1)外部包裹耐高溫電絕緣材料。專(zhuān)利摘要一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，涉及一種冶金設(shè)備部件，尤其是一種區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中所使用的部件。本實(shí)用新型的一種應(yīng)用于區(qū)域熔煉高純金屬設(shè)備中的加熱裝置，由數(shù)個(gè)繞制而成的高頻加熱銅線圈組成，并在高頻加熱銅線圈中設(shè)置出水口和入水口，其特征在于該高頻加熱銅線圈緊密繞制的每匝線圈之間設(shè)置了絕緣層，并由固定卡將各匝線圈卡住固定。本實(shí)用新型高頻加熱銅線圈，其產(chǎn)生的熔區(qū)比傳統(tǒng)的線圈明顯變窄，更加符合區(qū)域熔煉提純?cè)?，提純效果更加明顯。且該裝置加工工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，使用安全可靠，能節(jié)省一定的人力物力，有益于推進(jìn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展。文檔編號(hào)C22B9/00GK201534872SQ20092011198公開(kāi)日2010年7月28日申請(qǐng)日期2009年9月24日優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日發(fā)明者孫世鋼,柳庭龍,米家蓉,謝天敏申請(qǐng)人:云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司