怎樣計算石墨加(jiā)熱器的電阻?
首先我們要知道石墨加熱後電阻率是(shì)變小的,因為加熱時(shí)裏麵的結構排列發(fā)生相應的細微變化,但是有限的,基本上可以忽略不計。
設計加熱器有以(yǐ)下幾個步驟:
一、選材和確定加熱器(qì)形狀(zhuàng)
加熱器一般用高純石(shí)墨製(zhì)成,高純石墨的電阻率 ,加(jiā)熱器目前通常做成筒形(xíng)。
二、確定石墨(mò)托碗壁厚
石墨托碗壁厚一(yī)般(bān)為(wéi)3毫米-6毫米
三、確定加熱器內徑
根據給定坩堝直徑和石墨托碗壁厚,算(suàn)出加熱器內徑。
Φ內=石英(yīng)坩堝外徑+2倍石墨托碗(wǎn)壁厚+2倍石(shí)墨托碗和加熱器的(de)間隙
若石墨托碗壁厚(hòu)為a,石墨托碗與加熱器的間隙為(wéi)b(b=5毫米),
Φ內=Φ外坩+2a+2b=Φ外坩+2(a+b
四、確定加熱器有效高度
經過實踐,加熱器有效長度為石英坩堝高的1.6倍至1.8倍。
若(ruò)加熱器高為H,石英坩堝高為(wéi)h
H=(1.6~1.8)h 一般(bān)取(qǔ)H=1.7h
五、確(què)定加(jiā)熱器片數,算出片寬。
加熱器一般為16片、20片、24片三種形式,目前一般為20片。
若加熱器片寬為 ,片(piàn)與片的間隙為2毫米
六、確定石墨加熱(rè)器厚度
加熱器采用並聯電路形式導電,加熱器總電阻為R,每聯的電阻為R1,加熱器的壁厚為d
七、確(què)定加熱器外徑
以上計算隻能做參考,在實(shí)際生產中,不一定用到單晶爐最大功率(lǜ),所以計算和實(shí)際有一這距離,但它畢竟給出一個範圍,在實際加熱器時還是非常(cháng)有用的。
加熱器的設(shè)計:
常見(jiàn)的加熱(rè)器有三種形狀,筒形、杯形、螺(luó)旋形(xíng),目前(qián)絕大(dà)多數加熱(rè)器為筒形(xíng),
螺旋(xuán)形加熱器加工工藝複雜,早已(yǐ)淘汰。杯形加熱器對於半球形的坩堝,底部熔體溫度較均勻,由於加工(gōng)工藝較難,早已(yǐ)不用。現在,絕大多數用(yòng)筒形加熱器。
筒形加熱器不但加工簡單,而且和直拉單晶爐大量采用(yòng)平(píng)底坩堝有關。不同的單晶(jīng)爐加熱器的(de)大小(xiǎo)可(kě)能相同,也可能(néng)不同。加熱器是(shì)根據直(zhí)拉單晶爐的大小(xiǎo)和所拉製(zhì)單晶的參數(shù)等條件確(què)定的,一(yī)般設計成並聯電路形式(shì),並且下列幾個參數。
1、加熱器的形狀
2、加熱器的內直徑(jìng)
3、加熱器的有效長度
4、加熱(rè)器的片數
5、加熱器的厚度(dù)並給出加(jiā)熱器外徑。
而確定了(le)這些參數依據直拉單晶爐的(de)參數(shù)和所拉單晶的直徑。主要依據單晶爐加熱功率(lǜ)變壓器參數:最大輸出功率、最大輸(shū)出電壓和最大輸(shū)出(chū)電流,坩堝的直徑和高度。