Рабочее тело высокотемпературной тепловой трубы

(21) 43205 (22) 26.10. (46) 23.07. (71) Госуд ский и пр ческой про (72) А. Н. А, А. Литв Л. Н. Титю и М.А.Фи (53) 621.56 научно-исследоститут редкомети сГиредметЮ. М. Иванов,исовенко,Успенский атель- алли(56) Дан ПЭнергия,., Рей В. А. Тепловые трубь979, с. 102, 139. о сгув(а 1 агою 1, 1972, х 3/14,ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изооретсние относится к области теплотехники и может быть использовано в высокотемпературных тепловых трубах, используемых, например, в установках выращивания монокристаллов полупроводников методом вертикальной направленной кристаллизации.Цель изобретения - повышение срокаслужбы при использовании рабочего тела в кварцевых тепловых трубах.На чертеже представлена коаксиальнаятепловая труба, общий вид.Тепловая труба содержит корпус, образованный коаксиальными кварцевыми цилиндрами 1 и 2, зазор между которыми вакуумирован через штенгель 3 и частично заполнен рабочим телом 4.Рабочее тело тепловой трубы предназначено для работы в диапазоне температур 900 - 1100 С и содержит, мас.%: Уп 90 - 70, Са+",и+Яп - 10 - 30, причем Са:Зппп = = 1: (0,2 - 0,3): (0,1 - 0,2).Добавка к цинку ба, Эп и 5 п в приведенном соотношении обеспечивает максимальное количество жидкости при комнат(54) РАБОЧЕЕ ТЕЛО ВЫ СО КОТГ М ПЕ РАТУРНОЙ ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ(57) Изобретение м. б. использовано в устд новках для вырацивания монокристдллов полупроводников методом вертикдльной направленной кристаллизации. Цель изобрстенияповышение срока службы при использовании рабочего тела в кварцевых тсп,н- вых трубах, Рабочее тело содержит цинк, г;г- лий, индий и олово. Компоненты взяты в следхющем соотношснии, мас.о: п )О 70; Са+3 п+ 8 п 1 О - 30, нри этом С;, и:."и= = 1: (0.2 - -0,3): (0,1 - 0,2). Срок службы труб продлевается за счет предотвращения скалывания их внутренних стенок в зоне квденсд ции. 1 ил. ной температуре, что позволяет иметь в рб- чем теле максимальное содержанис цинка для получения необходимой упругсти и;рд рабочего тела. При добавках к цинку (Ос+Зп+Бп) менее 10% наблкдается разрушение внутренней стенки трубы. (1 вяшение содержания (Сс+Зп+ и) выше верхнего предела нецелесообразно, поскольку уже при 35% добавки упругость пдрд рабочего тела существенно сниждстся, что приводит к резкому ухудшению хдр;ктеристик тепловой трубы, в первун очередь и.к- термическои зоны.Пример 1. Тепловая кварцевая труба выполнена из цилиндров дна метром 10 и 25 мм с толщиной стенки 2 мм. Вдкуумировдн. ный до 1 10мм рт. ст. зазор хежд) нимн заполнен рабомим телом из 80 чс.", оп+20 мас.% (Сс+Лп+Бп), причем С:3 п: : оп=1:0,25:0,1. Длина тепловой трубы 300 мм. Тепловая трубд выполнена без фитильной структуры, т. е. является термосифоном. Труба в вертикальном положении помещается в муфельную печь нд длин) 100 мм. При этом длина изотермической1495629 Формула изобретения Составитель С. БугорскаяРедактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор Э. ЛончаковаЗа каз 4248/38 Тираж 569 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1 площадки составляет 168 мм (56% длины трубы). Испытания проводят при 1100 С по следующему циклу: вывод на температуру в течение 2 ч, выдержка 4 ч, охлаждение 2 ч. После проведения 15 циклов кварцевые стенки тепловой трубы не разрушаются, она пригодна для дальнейшей эксплуатации. Пример 2. Размеры тепловой трубы и условия эксперимента как в примере 1. Рабочее тело из 90 мас,% 2 п + 10 мас.% (Са - ; +Зп+Яп). Длина изотермической зоны тепловой трубы составляет 175 мм (:60% длины ТТ). После проведения 15 циклов тепловая труба пригодна для дальнейшей эксплуатации.Пример 3. Размеры тепловой трубы и условия эксперимента как в примере 1. Рабочее тело из 70 мас. % 2 п + 30 мас.% (6 а+3 п+5 п). Длина изотермической зоны составляет 130 мм (:40% длины трубы), После проведения 5 циклов она пригодна для дальнейшей эксплуатации.Пример 4. Размеры тепловой трубы и условия эксперимента как в примере 1. Рабочее тело из 92 мас% 2 п+ 8 мас% (ба+3 п+ +Яп). После проведения первого эксперимента обнаружено скалывание кварцевых стенок тепловой трубы в зоне конденсации вследствие образования крупных капель цинка диаметром до 6 мм. Разрушение трубы произошло по окончании второго эксперимента.Пример 5. Размеры ТТ и условия эксперимента как в примере 1. Рабочее тело из 65 мас.% 2 п + 35 мас.% (ба+оп+ Ьп).Длина изотермической зоны 60 мм, т. е. 20% длины тепловой трубы. Труба не пригодна для использования в технологических процессах, например, при выращивании монокристаллов.Таким образом, введение в рабочее тело дополнительных компонентов в указанных соотношениях позволяет продлить срок службы кварцевых тепловых труб за счет предотвращения скалывания их внутренних 15 стенок в зоне конденсации. Рабочее тело высокотемпературной тепловой трубы, содержащее цинк, отличающее ся тем, что, с целью повышения срокаслужбы при использовании рабочего тела в кварцевых тепловых трубах, оно дополнительно содержит галлий, индий и олово и компоненты взяты в следующем соотноше нии, мас.%:Цинк 90 - 70 Галлий, индий и олово 10 - 30причем дополнительные элементы включены в соотношенииГалл и й; ци н к: олово= 1: (0,2 - 0,3): (О, 1 - 0,2)