石墨熱場(chǎng)工作原理
石墨熱場(chǎng)是一種以石墨材料為核心部件的高溫加熱系統(tǒng),其工作原理基于石墨的導(dǎo)電性、耐高溫性及化學(xué)穩(wěn)定性,通過電阻加熱實(shí)現(xiàn)熱能的高效傳遞與控。核心工作原理:電阻加熱與熱能傳遞電流導(dǎo)入與電阻發(fā)熱石墨熱場(chǎng)通過電極導(dǎo)入強(qiáng)大電流,石墨材料作為電阻體,電流通過時(shí)產(chǎn)生焦耳熱,使石墨迅速升溫至所需工作溫度(通常達(dá)2000℃以上)。石墨的導(dǎo)電性僅次于金屬,但電阻率適中,既能高效發(fā)熱又避免能量過度損耗。

熱場(chǎng)溫度控制溫度均勻性:通過優(yōu)化石墨加熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如螺旋形、波紋形),結(jié)合多層石墨保溫氈的隔熱作用,減少熱量向外輻射,確保熱場(chǎng)內(nèi)溫度分布均勻(溫差≤±1℃)。精準(zhǔn)調(diào)控:采用智能溫控系統(tǒng),根據(jù)工藝需求設(shè)定升溫曲線,通過調(diào)節(jié)電流大小和通電時(shí)間,實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制(如直拉單晶爐中硅料熔化需1420℃±2℃)。

熱能傳遞方式輻射傳熱:石墨在高溫下發(fā)射紅外輻射,直接加熱熱場(chǎng)內(nèi)工件(如單晶硅棒)。對(duì)流傳熱:在真空或保護(hù)氣體環(huán)境中,石墨表面與氣體分子碰撞傳遞熱量。導(dǎo)熱傳熱:石墨本身具有高導(dǎo)熱性(導(dǎo)熱系數(shù)約100-400 W/(m·K)),可快速將熱量從加熱區(qū)傳遞至工件接觸面。