Теплоизоляция вакуумных электропечей

Союз Советск иСоциалистическиРеспублик О П И С А Н И Е в)883634ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кл,Г 27 0 1/00 аееудлрстекый кемтет СССР ао делам эабретей .открытОпубликовано 23.11.81 . Бюллетень Юе 43 Дата опубликования описания 23. 11.81 И. М. Розенман, В. А. Серяков, М. А.,Авдеенко,И. В. Курбангалеев, С. П. Нырков и Э.Э, Немировский(54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ВАКУУМНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ Изобретение относится к электротермии, в частности к теплоизоляции вакуумных и других электропечей, и может быть использовано в электротехнической, полупроводниковой и других отраслях народного хозяйства.Известна тепловая изоляция вакуумных электропечей, например, для выращивания монокристаллов, и карбонизованной ткани с пиролитическим углеводородсодержащим покрытием, выполнен 1 О ная в виде полых цилиндров или спирали И .Недостатком такой изоляции является практически полная газонепроницае 15 мость экранов, что существенно ухудшает дегазацию печи, а также снижает экранизирующие свойства, Это связано с необходимостью использования многослойных экранов, выполненных из нескольких слоев ткан , связанных между собой искусственной смолой с последующей карбонизацией и нанесением жесткого пиролитического углеродосодер 2жащего покрытия. При этом комплекс из трех-четырехслойного экрана, несмотря на низкую теплопроводность материала, работает как один экран, кроме того, это приводит к повышенному расходу карбонизированной ткани.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является тепловая изоляция вакуумных электропечей,выполненная в виде цилиндров или спиралей из однослойной карбонизованной ткани с пиролитическим покрытием со сквозной перфорацией (2 .Сквозная перфорация плотностью 35-100 отверстий на 1 см, а оси отверстий наклонены к оси цилиндра под углом 20-60Недостатком известной теплоизоляции является относительно низкая стойкость ближайших к нагревателю слоев ткани из-за интенсивного взаимодействия парогазовых продуктов, выделяю-. щихся в процессе эксплуатации с материалом теплоизоляции, Это взаимодей40 45 Формула изобретения 50 55 ствие обусловлено повышенной температурой экранировки и протеканием через перфорацию продуктов, способныхк реагированию с образованием углеродосодержащих соединений.Кроме того, в связи с большим объемом выделяющихся продуктов, и, в соответствии с этим, значительным уно,сом массы теплоизоляции, постояннопроисходит ухудшение теплоэащитныхвнутренних слоев теплоизоляции и появляется необходимость их замены,Это существенно сокращает срок службы теплоизоляции.Цель изобретения - увеличение срока службы тепловой изоляции.Поставленная цель достигается тем,что тепловая изоляция вакуумных электропечей, выполненная в виде цилиндров или спиралей из карбонизованнойткани с пиролитическим углеродосодержащим покрытием сквозной перфорацией,снабжена газопроницаемой мембраной,выполненной из графита, с открь 1 тойпористостью в пределах 10-10 и расположенной коаксиально цилиндру илиспирали.Причем мембрана выполнена в видецилиндра. Кроме того, мембрана выполнена.в виде многогранника,На фиг. 1 изображена теплоизоляцияс цилиндрической мембраной, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на Фиг. 3 - теплоизоляция с многогранной мембраной; нафиг. 1 - разрез Б-Б на фиг.3,Тепловая изоляция состоит иэ собственной тепловой изоляции, выполненнойв виде спирали 1 или цилиндров 2 иэкарбонизованной ткани с пиролитическим углеродосодержащим покрытием иимеющей сквозную перфорацию (не показано), облегчающую дегаэацию печи, ицилиндрическую или многогранную газопроницаемую мембрану 3 и , выполненную из графита с открытой пористостью10-103. Благодаря наличию открытойпористости мембрана не является препятствием для прохождения через неевыделяющихся в процессе газообразныхпродуктов и не ухудшает условия дегазации печи, с другой стороны, в связи с тем, что мембрана расположена внепосредственной близости от нагревателя и имеет более высокую температурунежели тепловая изоляция, проходящиечерез нее газообразные продукты активно взаимодействуют с нею. Это взаимо. действие сопровождается расходованиеммассы материала мембраны, что снижает 4долю взаимодействия с материалом тепловой изоляции. В случае получения монокристалла кремния в ходе процесса в объем печи выделяются пары кремния, которые при взаимодействии с графитовой мембраной образуют карбид,оставшийся на поверхности в объеме мембраны, практически не нарушая ее пористой структуры. Выбор предельных значений величиныоткрытой пористости графита, из которого изготовляется мембрана, осно-,ван на необходимости сохранить в широких пределах ее газонепроницаемость. При открытой пористости графитаменее 10 мембрана становится практически газонепроницаемой, что ведетк ухудшению дегазации печи и снижению 0 степени вакуумирования реакционногопространства. Это влечет за собойухудшение качества получаемого продукта. При открытой пористости графита, превышающей М 03, материал мембраны теряет свои конструкционные свойства. Кроме того, при этом происходитчастичный выйос и их взаимодействиес материалом теплоизоляции, сопровождаемое непрореагированных продукзотов за мембрану ее расходованием.Эксплуатация тепловой изоляции вустановках для получения монокристаллов кремния показала; что оптимальнаяпористость мембраны в этом случаедолжна составлять 25-30.35 Использование предлагаемой тейлоиэоляции в вакуумных электропечах сопротивления обеспечивает по сравнео нию с известными конструкциями теплоизоляции, снижение тепловых потерь на 15-20, увеличение срока службы теплоизоляции в 1,5-2,0 раза и упрощение конструкции теплового узла установки в целом.,Теплоизоляция вакуумных электро- печей, выполненная в виде цилиндра или спирали из карбонизованной ткани с пиролитическим углеродосодеожащим покрытием со сквозной перфорацией, о т л и чающая с я тем, что, с целью увеличения срока службы теплоизоляции, она снабжена газопроницаемой мембраной, выполненной из граФита с открытой пористостью 10-0883634 д-А иг,7 иг. г. Составитель Н. КуэовкиЛазаренко Техред Н. Майорощ Пономаренко оррек едакт Заказ 1020 1/60ВНИИПИ ис Тиражосу дарстам и зобрс ква , Жомитета СССРоткрыийкая наб., д. М 5 нногоений и по дс 13035, МРа и ал ППП "Пат ент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 и установленной коаксиально цилиндруили спирали.2. Теплоиэоляция по п.1, о т л ич а ю,щ а я с я тем, что мембранавыполнена в виде цилиндра.3, Теплоизоляция по и.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что мембранавыполнена в виде многогранника. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Справочник. Углеграфитовые материалы. М., "Металлургия", 1973, с. 552. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2648912/02,кл. Г 27 0 1/02, 1978.