二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷加熱元件的保持結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]MoSi2基陶瓷加熱元件用在半導(dǎo)體裝置和用于玻璃等的加工裝置中，因為與金屬加熱元件和其它陶瓷加熱元件比較，MoSi2S陶瓷加熱元件耐熱性極佳。MoSi 2基陶瓷加熱元件能夠被加熱至1600至2000°C的高溫，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高達約20W/cm2的高表面功率密度。
[0003]因為MoSi2S陶瓷加熱元件缺乏強度并且在高溫下軟化，因此伸長形狀的MoSi2S陶瓷加熱元件不能夠被其單獨一端自由地保持。MoSi2基陶瓷加熱元件需要在諸如絕熱材料的襯底上以預(yù)定間隔保持。
[0004]在MoSi2基陶瓷加熱元件面朝下保持在加熱爐中的頂板側(cè)上的情況下，如圖1所示，使用U形銷釘(3)將MoSi2S陶瓷加熱元件(1)附接到絕熱材料(2)上的結(jié)構(gòu)是公知的。通過使絕熱材料(2)成為陶瓷纖維板單元，使用這個單元能夠容易地構(gòu)造加熱爐，其中MoSi2S陶瓷加熱元件(1)附接到絕熱材料(2)。在加熱元件附接結(jié)構(gòu)中，因為MoSi2基陶瓷加熱元件借助許多釘附著地固定到絕熱材料上，所以當加熱元件變得退化或損壞時，難以單獨地更換加熱元件。然而，在圖1中示出的結(jié)構(gòu)中，與MoSi2基陶瓷加熱元件附接的陶瓷纖維板單元能夠被替換為單元?？商鎿Q地，雖然不是不可能破壞所有的釘、對孔進行修理和重新附接釘，但是這需要勞動，而且多次更換實際上是不可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在圖1中示出的傳統(tǒng)技術(shù)中，由于MoSi2基陶瓷加熱元件的附接結(jié)構(gòu)，難以單獨更換MoSi2基陶瓷加熱元件。如果加熱元件能夠被單獨更換，從成本和勞動的角度看，這是期望的。而且，如果MoSi2基陶瓷加熱元件借助許多釘固定，其包含加工這些釘?shù)呢摀痛蟪杀?。而且，這樣加熱元件單元是不方便的，這在于，當加熱至高溫時，難以更換，因為加熱爐的操作需要停止，以更換加熱元件單元。而且，如果加熱元件借助許多釘固定，由于在加熱的同時加熱器的膨脹和收縮，因此存在損壞的風險。
[0006]鑒于傳統(tǒng)技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的是使能夠獨立地更換MoSi2基陶瓷加熱元件作為加熱元件，以能夠在加熱的同時更換，并且通過提高加熱器的固定點的移動自由度來減少損壞的風險。
[0007]實現(xiàn)以上目的的本發(fā)明在于(resides in)如下幾點:
[0008](1) 二娃化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，包括:
[0009]—個或多個伸長支撐構(gòu)件，該一個或多個伸長支撐構(gòu)件用于通過將伸長形狀的二硅化鉬基陶瓷加熱元件安裝在沿著伸長支撐構(gòu)件的長軸線方向的多個位置處，來支撐伸長形狀的二硅化鉬基陶瓷加熱元件，以及
[0010]多個第一保持構(gòu)件，該多個第一保持構(gòu)件用于將每個伸長支撐構(gòu)件保持在每個伸長支撐構(gòu)件的長軸線方向的兩個或多個位置處，其中，
[0011]所述多個第一保持構(gòu)件被所述一個或多個第二保持構(gòu)件保持或者被保持結(jié)構(gòu)的底座部分保持，并且安裝在伸長支撐構(gòu)件上的伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件能夠在不破壞加熱元件保持結(jié)構(gòu)的情況下被更換。
[0012](2)根據(jù)以上(1)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置多個伸長支撐構(gòu)件，并且通過能夠在由底座部分或第二保持構(gòu)件、多個伸長支撐構(gòu)件以及多個第一保持構(gòu)件限定的空間中從單軸方向插入和拔出蜿蜒形狀的伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件的U形部分，在不破壞加熱元件保持結(jié)構(gòu)的情況下可更換地保持伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件。
[0013](3)根據(jù)以上(1)或(2)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，伸長支撐構(gòu)件被第一保持構(gòu)件可拆卸地保持，并且通過將伸長支撐構(gòu)件從保持構(gòu)件拆卸，伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件能夠在不破壞保持結(jié)構(gòu)的情況下被更換。
[0014](4)根據(jù)以上(1)至(3)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，在向上和向下方向兩個方向上都敞開的框架體被設(shè)置為第二保持構(gòu)件或底座部分，并且通過將伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件安裝到伸長支撐構(gòu)件，框架體的向上和向下方向兩個方向都能夠被加熱。
[0015](5)根據(jù)以上(1)至(3)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，第二保持構(gòu)件是伸長形狀，并且保持多個伸長支撐構(gòu)件中的每個伸長支撐結(jié)構(gòu)的多個第一保持構(gòu)件被伸長形狀的第二保持構(gòu)件串聯(lián)地保持。
[0016](6)根據(jù)以上(5)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，在從在向上和向下方向中的至少一個方向上敞開的框架體被設(shè)置成與伸長形狀的第二保持構(gòu)件分開，第二保持構(gòu)件被保持在框架體中，框架體的所述至少一個方向被作成能夠由安裝到伸長支撐構(gòu)件的伸長二硅化鉬基陶瓷加熱元件加熱，并且能夠?qū)⒌诙３謽?gòu)件與第一保持構(gòu)件和伸長支撐構(gòu)件一起從框架體移除。
[0017](7)根據(jù)以上⑴至(6)中的任一項的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，伸長支撐構(gòu)件包括多個彼此電絕緣的二硅化鉬基陶瓷元件，二硅化鉬基陶瓷加熱元件被以這樣的方式安裝，即:直接地與二硅化鉬基陶瓷元件接觸。
[0018](8)根據(jù)以上(1)至(6)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，伸長支撐構(gòu)件是由容納二硅化鉬基陶瓷的元件的電絕緣陶瓷制成的伸長支撐構(gòu)件，二硅化鉬基陶瓷元件彼此電絕緣，并且二硅化鉬基陶瓷加熱元件被以這樣的方式安裝，即:直接地與二硅化鉬基陶瓷元件接觸。
[0019](9)根據(jù)以上(8)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，電絕緣體插在各個二硅化鉬基陶瓷制成的元件之間，以抑制二硅化鉬基陶瓷制成的元件的移動，并且電絕緣體具有比二娃化鉬基陶瓷制成的元件更大的尺寸，使得在它們的高度上(in theirlevels)形成差異，并且抑制當加熱時二硅化鉬基陶瓷加熱元件的變形。
[0020](10)根據(jù)以上(7)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)，其中，多個二硅化鉬基陶瓷元件是棒狀的或管狀的元件，每對相鄰的棒狀或管狀其元件之間介入有電絕緣體，并且被棒狀或管狀電絕緣體保持在一起。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，提供上述的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持結(jié)構(gòu)、與其對應(yīng)的二硅化鉬基陶瓷加熱元件保持方法、以及在這個加熱元件保持結(jié)構(gòu)中使用的特定的構(gòu)件。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的MoSi2基陶瓷加熱元件的保持結(jié)構(gòu)，能夠容易地單獨更換MoSi2基陶瓷加熱元件。能夠減少加熱元件(加熱器)和保持結(jié)構(gòu)的總體制造成本、和更換加熱元件的成本和勞動或努力。而且，在優(yōu)選的實施例中，當加熱到高溫時也容易更換MoSi2基陶瓷加熱元件。而且，根據(jù)本發(fā)明，防止加熱元件的支撐材料的退化，并且能夠減少對加熱元件脫落的關(guān)注。而且，能夠降低由于在加熱到高溫或降溫到低溫期間收縮和膨脹兩者造成的Mo S i 2基陶瓷加熱元件的損壞頻率。
【附圖說明】
[0023][圖1]圖1示出了傳統(tǒng)的加熱元件保持單元。
[0024][圖2]圖2示出了MoSi2基陶瓷加熱元件的示例。
[0025][圖3A-3C]圖3A-3C示出了本發(fā)明的第一實施例。
[0026][圖4]圖4示出了加熱元件保持單元的陶瓷棒從其移除的狀態(tài)。
[0027][圖5]圖5示出了伸長的陶瓷保持構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和部件示例。
[0028][圖6A-6B]圖6A-6B示出了陶瓷管的示例。
[0029][圖7A-7C]圖7A-7B示出了伸長的陶瓷保持構(gòu)件的另一個示例。圖7C示出了保持如圖7A-圖7B所示的伸長的陶瓷保持構(gòu)件的方式的示例。
[0030][圖8A-8B]圖8A-8B示出了本發(fā)明的第二實施例。
[0031][圖9A-9B]圖9A-9B示出了本發(fā)明的第三實施例。
[0032][圖10]圖10示出了本發(fā)明的第四實施例。
[0033][圖11]圖11示出了本發(fā)明的第四實施例的修改實施例。
【具體實施方式】
[0034]在本發(fā)明中使用的二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷加熱元件是公知的。二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷是具有抗高溫和高壓的加熱元件，并且一般地包括從50至95體積百分比的二硅化鉬(MoSi2)和5至50體積百分比的二氧化硅基氧化物相或玻璃相，基于以上主要成分的總體體積和/或可施加的熱處理，其可進一步包括50體積百分比或更少的另一元素。而且，這樣的二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷和另外的陶瓷或玻璃等的復(fù)合材料是公知的，但是即使這樣的復(fù)合材料，如果材料具有如基于二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷的加熱元件的功能，則它也被包括在二娃化鉬(MoSi2)基陶瓷加熱元件的定義內(nèi)。
[0035]在本發(fā)明中，伸長形狀的二硅化鉬(MoSi2)基陶瓷加熱元件的形狀不被限制為其是否是伸長形狀，而是直線或曲線的伸長形狀、尤其是蜿蜒形狀的加熱元件被有利地使用。在圖2中示出了帶有蜿蜒形狀的加熱元件的示例。加熱元件的橫截面形狀優(yōu)選地是圓形的，但是可以是矩形或另外的形狀。
[0036]如果用于安裝二硅化鉬基陶瓷加熱元件的伸長支撐構(gòu)件是耐熱的和電絕緣材料的伸長體，則其