Soojusvälja isolatsioonimaterjal

Monokristallilise räni kasvuprotsess toimub valdavalt termilises väljas, kus termilise keskkonna kvaliteet mõjutab oluliselt kristallide kvaliteeti ja kasvuefektiivsust. Soojusvälja disain mängib pöördelist rolli temperatuurigradientide ja gaasivoolu dünaamika kujundamisel ahjukambris. Lisaks mõjutavad soojusvälja ehitamisel kasutatud materjalid otseselt selle eluiga ja toimivust.

Soojusväljade projekteerimise tähtsus

Hästi läbimõeldud soojusväli tagab sobiva temperatuurijaotuse pooljuhtide sulamiseks ja kristallide kasvuks, hõlbustades seega kvaliteetse monokristallilise räni tootmist. Vastupidi, ebapiisavalt kujundatud soojusväljad põhjustavad kristallide ei vasta kvaliteedinõuetele või mõnel juhul takistavad täielike monokristallide kasvu.

Soojusvälja materjalide valik

Soojusvälja materjalid viitavad kristallide kasvuahju kambri konstruktsiooni- ja isoleerivatele komponentidele. Tavaliselt kasutatavate isolatsioonimaterjalide hulgas onsüsiniku vilt, mis koosneb õhukestest kiududest, mis blokeerivad tõhusalt soojuskiirgust, tagades seeläbi isolatsiooni.Süsinikvilton tavaliselt kootud õhukesteks lehekujulisteks materjalideks, mis seejärel lõigatakse soovitud kujuga ja kumerad, et need sobiksid ratsionaalsete raadiustega.

Teine levinud isolatsioonimaterjal on kõvastunud vilt, mis koosneb sarnastest kiududest, kuid kasutab süsinikku sisaldavaid sideaineid, et konsolideerida hajutatud kiud tugevamaks, struktureeritumaks vormiks. Kasutades sideainete asemel süsiniku keemilist aurustamist, saab materjali mehaanilisi omadusi veelgi parandada.

Soojusvälja komponentide optimeerimine

Tavaliselt kaetakse isoleerivad kõvastunud vildid pideva grafiidikihiga võifooliumnende välispindadele, et vähendada erosiooni, kulumist ja tahkete osakeste saastumist. Samuti on olemas muud tüüpi süsinikupõhised isolatsioonimaterjalid, näiteks süsinikvaht. Üldiselt eelistatakse grafitiseeritud materjale nende oluliselt väiksema pindala tõttu, mis vähendab gaasi väljutamist ja lühemat aega, mis on vajalik ahju õige vaakumitaseme saavutamiseks. Teine alternatiiv onC/C komposiitmaterjalid, mis on tuntud oma kerge, hea kahjustustaluvuse ja tugevuse poolest. Grafiitkomponentide asendamineC/C komposiittermilises väljas vähendab oluliselt grafiidikomponentide vahetamise sagedust, parandades seeläbi monokristallide kvaliteeti ja tootmise stabiilsust.