区的长度。如卧式炉型,由于两侧热量损失均等,则两侧基本保持均等的补偿区域,见图3,Δ1Δ2;
如立式炉型,考虑到当有少量气氛时,热量向上部对流,则下部补偿区域要高于上部补偿区域,见图4,Δ2>Δ1;如一侧有散热器,考虑到散热器的热量损失,则散热器端适当延长,见图5,Δ2>Δ1;对于气流上进下出的沉积炉,可适度减小下部补偿区域的长度,见图6。
图3长度方向补偿结构
1发热体
2工作区
3料板
(补偿长度两端均为Δ1)
f图4高度方向补偿结构1工作区2发热体3料板补偿长度Δ1<Δ2
f图5有散热器的卧式结构
1发热体
2工作区
3散热器
4料板补偿长度Δ1<Δ2
f图6气体上进下出的结构
1上进气嘴
2工作区
3发热体
4料台
5下出气嘴补偿长度Δ1<Δ2
422、采用多区独立控温温区越多,温度的独立控制能力越强,但成本也越高,对于以纯辐射为主的设备,可考虑温度的区域补偿,但对于有对流和传导传热的热场,合理的安排热场的独立控温单元,是解决温度均匀性的有效手段。
当然,温区的设计除了满足均温性和经济性的要求外,对于大功率的设备,还要考虑对电网的影响,故尽可能设计为三的倍数,以三区为宜。
f423、合理设计加热器布局和形状加热器的布局是影响温度均匀性的关键因素之一,图7、图8、图9为几种常见的发热体布置形式,具体区别和应用见表7、表8。
图7:轴向布置结构
1前部温区
2中间温区3后部温区
图8周向布置结构
1左上温区2右上温区3底部温区
f图9复合布置结构
1温段一
2温段二3温段三4温段左上加热区
5温段右上加热区
6温段底部加热区
表7炉膛发热体结构布置对比表
布置形式轴向布置周向布置复式布置
优劣对比
应用
整个炉膛前后温度均匀性好,且有利于进电电适用于不带气氛的真空炉极布置在一条水平线上,发热体长度较短整个炉膛上下温度均匀性好,进电电极周向分适用于带气氛的真空炉、碳布,发热体长度较长化炉、化学气相沉积炉等炉膛前后上下温度均匀性均可控,但成本相应适用于真空压力一体炉较高
除了发热体的布置形式,发热体的形状结构也是影响温度均匀性的重要因素,图10、图11是常见的两种圆形和方形发热体结构,其优劣对比和应用见表8。
f图10圆形加热器1左上温区2右上温区3底部温区
f图11方形加热器1左上温区2右上温区3底部温区
表8优劣对比与结构选择表
发热体形状圆形加热器方形加热器
优劣对比相同均温区要求的情况下,圆形加r