硅碳棒高溫加熱工藝
2023-03-03 16:16:24 點擊：
硅碳棒加熱工藝實驗裝置現(xiàn)采用新的加熱方法:不用氫氧焰，而是采用硅碳棒做加熱元件的高溫電爐來做熱源，實驗的系統(tǒng)如圖1(a)所示流量控制采用質(zhì)量流量控制器，精確調(diào)節(jié)控制反應(yīng)物原料氣體的流量，從而控制沉積層的物質(zhì)濃度和厚度，形成預(yù)期的折射率剖面形狀硅碳棒電爐由程序來控制升溫過程，爐內(nèi)的溫度近似認(rèn)為按預(yù)先設(shè)計好的升溫曲線來變化，如圖1(b)所示石英反應(yīng)管在電爐內(nèi)的溫度近似認(rèn)為與電爐溫度相同反應(yīng)生成的尾氣(包括未完全反應(yīng)的原料氣體、反應(yīng)產(chǎn)物氣體及Si0:粉末等)用水進(jìn)行處理，在處理時中和和吸收一些后，再排放到空氣中溫度場與粒子的熱泳運(yùn)動
傳統(tǒng)的硅碳棒工藝采用氫氧焰加熱，當(dāng)氫氧焰移動到石英管的某個位置時，它的溫度場以焰心為中心向石英管的中心和邊緣逐漸降低，這個溫度場和氣體流動形成了生成物顆粒的熱泳運(yùn)動，它的溫度場和粒子的運(yùn)動軌跡如圖2所示。
管內(nèi)焰心位置反應(yīng)產(chǎn)生顆粒時，由于管壁的溫度比內(nèi)部要高，顆粒隨氣體向前流動，顆粒離開焰心遠(yuǎn)了后，管壁溫度小于管內(nèi)溫度，顆粒就向管壁沉積在管內(nèi)的生成顆粒也有可能排到尾氣中由于氫氧焰只作用在石英管的有限區(qū)域約1/2的圓周內(nèi)，盡管石英管轉(zhuǎn)動或平動，也不可能非常精確的使溫度沿管子的圓周均勻分布這樣顆粒的產(chǎn)生和沉積都有沿圓周方向的不均勻性。
為了消除因加熱不均勻?qū)е碌念A(yù)制棒周向不均勻，采用圓柱形腔的硅碳棒高溫電爐加熱經(jīng)計算所得硅碳棒高溫電爐內(nèi)的溫度場和粒子運(yùn)動軌跡如圖3所示圖3中廠代表所使用石英管的半徑，二是它長度的方向，0是所選擇的基準(zhǔn)溫度，2,4,10,12,14,16都是相對。而言的;硅碳棒電爐加熱的高溫區(qū)比氫氧焰要長，并且沿圓周方向均勻加熱，所以不僅能提高反應(yīng)效率和預(yù)制硅碳棒沉積的速率，而且大大改善了預(yù)制硅碳棒圓周方向的均勻性。zsrider.com
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