高溫氣氛爐的結構與電路設計.pdf

1、氣氛爐是一種能夠轉換、調節(jié)爐膛內氣氛,以使材料在特定氣氛下燒結的加熱設備.氣氛爐在半導體材料研究、IC制造等領域中有著廣泛的應用.本論文的主要內容是論述高溫氣氛爐的設計和制作過程.其指導思想是:既要保證在高溫燒結時的密封性,又要求可以改變爐膛內的氣氛,實現(xiàn)溫度和氣氛的控制.其中氣氛爐的結構設計是最關鍵的部分.我們參考了實驗室普通箱式加熱爐、美國LINDBERG公司51644型箱式加熱爐和某實驗室正在使用的國產(chǎn)氣氛爐成品(前兩者并不用于氣

2、氛燒結)的結構.針對國產(chǎn)氣氛爐在使用時存在剛玉管受力太大導致壽命不長的問題,我們提出了自己的改進辦法,即延長剛玉管長度,采取措施實現(xiàn)常溫法密封,實施后達到了預想的效果.設計過程中,我們先后提出過數(shù)個設計方案,幾經(jīng)修改,最后確定用實驗室的原有設備改裝.本論文的第一章將討論這些方案的設計思路,及其優(yōu)缺點.第二章闡述高溫氣氛爐的熱設計,即爐體耐火保溫材料、料盤與滑塊的選擇、爐子的功率、加熱元件的選用、溫場分布等等.接下來的一章研究氧探頭的原理

3、及用其實現(xiàn)氧分壓測量的方法.第四章論述控溫電路的設計,我們既可用PID調節(jié)器,也可用自行設計的電路實現(xiàn)對爐膛的溫度控制.第五章討論高溫氣氛爐控制電路的可改進之處,以提高操作的自動化程度.在附錄中我們將說明高溫氣氛爐的使用及維護.完工后的高溫氣氛爐主要技術指標有:最高工作溫度1400℃;最高升溫速率800℃/小時;最大加熱功率6.6KW;氧氣氛檢測范圍100％~10<'-12>ppm(10<'-18>),并可實現(xiàn)爐膛內氮氣、空氣、氫氣、惰