石墨熱場介紹

石墨熱場
石墨熱場簡單的說就是用來拉單晶硅的整套石墨加熱系統。最常見的是18寸的石墨熱場。
熱場的組成部分如加熱器、三瓣堝、石墨托、熱屏等均由石墨加工而成。在生產過程中，經常能碰到加熱器件損壞的現象，那么石墨器件損壞的原因是什么，應該采取什么樣的措施來延長石墨器件的壽命呢？石墨器件的損壞，主要有人為和劣化兩個方面的原因。人為方面只要加強管理，強化員工防范意識，就可以將損失降到最低點。這里主要討論劣化。

首先我們來了解石墨的有關特性，
1.耐高溫性，石墨的熔點極高，在真空為3850度，在低壓下升華，升華溫度為2200度，與一般材料不同，當溫度升高時石墨不但不軟化，強度反而增高，在2500度時，石墨的抗拉強度反而增加一倍。
2.特殊的抗熱震性，石墨的熱膨脹性具有各向異性，因而宏觀膨脹系數不大，在溫度驟變的情況下，石墨的體積變化也不大，再加上其良好的導熱性能，因而石墨的抗熱震性良好。
諸上兩點所述，石墨件應該能夠長時間的在高溫下穩定工作。
隨著社會經濟的發展，很多單晶硅生產廠家在石墨熱場的應用都是比較熟練的，原因是有兩點：第一、石墨氈保溫效果好，厚度達到100毫米，有效的保證了徑向梯度溫度可能小的條件，第二、熱長達的原因可以是石墨坩堝的厚度達到250毫米，扎樣可以是上中下保溫桶的口徑也會足夠大，有充分的縱向的散熱功能。眾所周知石墨坩堝使用方法上的存在的問題就會導致石墨坩堝使用時間減少，從而也給生產商自己增加了成本。
在通常情況下，瓣堝與其他石墨器件如保溫罩、加熱器相比，都是同樣的材料、同一個廠家、同樣的工作環境，為什么使用壽命遠遠低于保溫罩和加熱器呢？ 三瓣堝的斷裂主要原因來自于石英坩堝。
1.由于熔硅的密度要大于固體硅，這樣在冷卻過程中，鍋底料會撐破石英坩堝，而石英坩堝是貼合于三瓣堝的，當石英坩堝破裂而產生的應力大于三瓣堝承受的應力時，三瓣堝就會斷裂，這就是為什堝底料剩余過多會撐破三瓣堝的原因。
2.加熱時間過長、石英坩堝質量不過關、原料酸堿度未達到要求，會導致漏硅和滲硅，熔硅滲入三瓣堝之間的縫隙之間冷卻后一是撐壞三瓣堝，二是使三瓣堝相互粘接，在清爐時，使其分離有可能造成斷裂。
3.在加熱過程中唯有三瓣堝的熱源來自兩個方面，一是加熱器的輻射，二是來自于石英坩堝的傳導，這就導致三瓣堝受熱不勻，加熱時沿某些方向膨脹，沿另一些方向收縮，從而導致三瓣堝斷裂。