CN108425146A - 一种降低区熔感应线圈形变的方法及抗形变线圈 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗形变线圈，包括线圈主体、安装于线圈主体外边沿上的连接有电极的两个线圈腿，还包括安装于线圈腿处的抗形变夹具，抗形变夹具由耐高温、不易变形的绝缘材料制成；抗形变夹具包括安装于两个线圈腿之间的主缝隙内的定距条，定距条的形状与主缝隙的结构相匹配。本发明所述的抗形变线圈抗形变能力强，稳定性高，高温使用寿命长，有效解决了因区熔感应加热线圈形变造成单晶生长工艺不稳定以及热场几何参数变化缺陷，从而导致单晶成晶率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于区熔感应加热硅单晶技术领域，尤其是涉及一种降低区熔感应线圈形变的方法及抗形变线圈。
背景技术
区熔硅单晶是电力电子器件、大功率高压元件的关键材料，其各类元器件广泛应用于光探测、光纤通讯、工业自动化控制系统中以及医疗、军事、电讯、工业自动化等领域，拥有极大的市场空间。随着经济的发展及市场需求量的逐渐扩大，区熔硅单晶的规模化生产过程中，保持较高的成晶率是生产部门追求的目标。但在国内外区熔炉生长单晶时，往往由于区熔感应加热线圈的形变造成单晶生长的工艺不稳定以及热场条件的缺陷，导致区熔单晶成晶率的降低。分析其原因主要是由于感应线圈于单晶生长过程中，在高频电流及棒体的高温作用下，线圈长时间使用发生塑性形变，且塑性变形后不能在使用后完全恢复原状，而随着使用次数的增加，线圈外形上不规则塑性扭曲变形增大，致使在相同的外力环境下所发生的变形将越来越大，严重破坏了线圈原有设计的对称均匀的热场。因此，如何降低区熔感应线圈形变，延长线圈高温使用寿命，维持稳定的热场条件，提高成晶率，是区熔硅单晶生长技术领域面临的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种降低区熔感应线圈形变的方法及具有良好抗形变能力的线圈，以有效解决区熔高频感应线圈在高温使用过程中发生塑性形变引起的单晶生长工艺不稳定及热场几何参数变化的问题；通过对形变原因的分析，设计出抗形变能力强，稳定性高，高温使用寿命长的区熔感应线圈。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种降低区熔感应线圈形变的方法，在线圈的两个线圈腿之间的主缝隙中安装具有定距作用的装置，固定住两个线圈腿的位置，保持两个线圈腿之间的距离不变。
一种抗形变线圈，包括线圈主体、安装于所述线圈主体外边沿上的连接有电极的两个线圈腿，还包括安装于所述线圈腿处的抗形变夹具，所述抗形变夹具由耐高温、不易变形的绝缘材料制成；所述抗形变夹具包括安装于两个所述线圈腿之间的主缝隙内的定距条，所述定距条的形状与所述主缝隙的结构相匹配。
进一步的，所述定距条为长方体条状结构，所述定距条与两个所述线圈腿相贴合的两个侧面上设有向外突出的榫头，两个所述线圈腿与所述定距条相贴合的侧面上设有与所述榫头相扣合的榫槽。
进一步的，所述抗形变夹具还包括横向设置于所述定距条顶端的第一安装条；所述第一安装条搭接于两个所述线圈腿的顶部。
进一步的，所述抗形变夹具还包括横向设置于所述定距条底端的第二安装条，所述第二安装条的上端面与两个所述线圈腿的底部相贴合。
进一步的，所述第一安装条的左右两端设有向下弯折的第一竖直挡边，所述第一竖直挡边与所述定距条的间距与所述线圈腿的横向宽度相适应，即线圈腿可安装在第一竖直挡边和定距条及第一安装条围成的空间内。
进一步的，所述第二安装条的左右两端设有向上弯折的第二竖直挡边，所述第二竖直挡边与所述定距条的间距与所述线圈腿的横向宽度相适应。
进一步的，所述抗形变夹具还包括两个设置于所述定距条左右两侧并与所述定距条平行设置的连接条，所述连接条的上下两端分别与所述第一安装条和所述第二安装条连接，所述连接条与所述定距条的间距与所述线圈腿的横向宽度相适应。
进一步的，所述抗形变夹具为陶瓷抗形变夹具。
相对于现有技术，本发明所述的降低区熔感应线圈形变的方法具有以下优势：通过在两个线圈腿之间的主缝隙中安装具有定距作用的装置，可以将线圈腿的位置固定，进而保持主缝隙的缝隙宽度不变，降低线圈在高温使用过程中的变形量。
相对于现有技术，本发明所述的抗形变线圈具有以下优势：
(1)本发明所述的抗形变线圈在主缝隙内安装具有定距作用的定距条，将两个线圈腿的间距固定住，维持主缝隙的结构在线圈使用过程中的不变，降低线圈在高温使用过程中的变形量，有效解决了因区熔感应加热线圈形变造成单晶生长工艺不稳定以及热场几何参数变化缺陷，从而导致单晶成晶率低的问题；
(2)本发明所述的抗形变线圈由于线圈外形上不规则塑性扭曲变形降低，不仅消除了线圈在加热过程中的自偏转现象，而且延长了线圈的高温使用寿命，高温使用寿命较之前延长150h，成晶率较之前提高25％；
(3)本发明所述的两个线圈腿的间距被固定住，主缝隙的缝隙宽度在使用过程中不会发生变窄的情况，避免了线圈在高频电压的作用下发生放电打火的问题；
(4)本发明所述的抗形变夹具的结构可以有多种，抗形变夹具与线圈腿之间的连接方式可以为可拆卸方式，即将抗形变夹具的定距条插入主缝隙中，抗形变夹具的其他部分卡合或搭接于线圈腿上，安装拆卸方便。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1所述的抗形变线圈的结构示意图；
图2为本发明实施例2所述的抗形变线圈的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本发明实施例3所示的几种不同结构的抗形变夹具的结构示意图。
附图标记说明：
1-线圈主体；2-线圈腿；3-抗形变夹具；4-定距条；5-榫头；6-第一安装条；7-第二安装条；8-第一竖直挡边；9-第二竖直挡边；10-连接条。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种降低区熔感应线圈形变的方法，在线圈的两个线圈腿之间的主缝隙中安装具有定距作用的装置，固定住两个线圈腿的位置，保持两个线圈腿之间的距离不变。
实施例1
如图1所示，一种抗形变线圈，包括线圈主体1、安装于线圈主体1外边沿上的连接有电极的两个线圈腿2，还包括安装于线圈腿2处的抗形变夹具3，抗形变夹具3由耐高温、不易变形的绝缘材料制成，可以选择陶瓷材料制成；
抗形变夹具3包括装于两个线圈腿2之间的主缝隙内的定距条4，定距条4的形状与主缝隙的结构相匹配，即定距条4起到固定主缝隙结构的作用，定距条4为长方体条状结构，定距条4与两个线圈2腿相贴合的两个侧面上设有向外突出的榫头5，两个线圈腿2与所述定距条4相贴合的侧面上设有与榫头5相扣合的榫槽，定距条4通过榫头5和榫槽的相互扣合安装在两个线圈腿2之间的主缝隙内。
实施例2
如图2和3所述一种抗形变线圈，包括线圈主体1、安装于线圈主体1外边沿上的连接有电极的两个线圈腿2，还包括安装于线圈腿2处的抗形变夹具3，抗形变夹具3由耐高温、不易变形的绝缘材料制成，可以选择陶瓷材料制成；
抗形变夹具3包括安装在两个线圈腿2之间的主缝隙内的定距条4，定距条4起到维持主缝隙结构不变的作用，定距条4为长方体条状结构，定距条4的顶端连接有横向设置的第一安装条6，第一安装条6搭接于两个线圈腿2的顶部，定距条4和第一安装条6构成T字型的抗形变夹具3，第一安装条6起到将抗形变夹具3固定在线圈腿2上的作用。
实施例3～实施例6
在实施例2的基础上，实施例3～实施例6中的抗形变线圈，除抗形变夹具结构不同外，其他部分结构相同，如图4所示，为几种不同结构的抗形变夹具；
实施例3，如图4(a)中所示的抗形变夹具为在实施例2所述的抗形变夹具的基础上，还包括横向设置于定距条4底端的第二安装条7，构成工字型的抗形变夹具，第二安装条7的上端面与两个线圈腿2的底部贴合，两个线圈腿2插设于“工”字的左右两侧，抗形变夹具被安装在线圈腿2上。
实施例4，如图4(b)中所示的抗形变夹具在图4(a)所示的抗形变夹具的基础上，在第一安装条6的左右两端设有向下弯折的第一竖直挡边8，第一竖直挡边8与定距条4的间距与线圈腿2的横向宽度相适应，即线圈腿2可卡合入第一竖直挡边8、第一安装条6、第二安装条7及定距条4围成的区域内。
实施例5，如图4(c)中所示的抗形变夹具在图4(b)所示的抗形变夹具的基础上，在第二安装条7的左右两端设有向上弯折的第二竖直挡边9，第二竖直挡边9与定距条4的间距与线圈腿2的横向宽度相适应，即线圈腿2可卡合入第一竖直挡边8、第二竖直挡边9、第一安装条6、第二安装条7及定距条4围成的区域内。
实施例6，如图4(d)中所示的抗形变夹具在图4(a)所示的抗形变夹具的基础上，还包括两个设置于定距条4左右两侧并与定距条4平行的连接条10，连接条10的上下两端分别与第一安装条6和第二安装条7连接，连接条10与定距条4的间距与线圈腿2的横向宽度相适应，即线圈腿2可卡合入连接条10、第一安装条6、第二安装条7及定距条4围成的区域内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种降低区熔感应线圈形变的方法，其特征在于：在线圈的两个线圈腿之间的主缝隙中安装具有定距作用的装置，固定住两个线圈腿的位置，保持两个线圈腿之间的距离不变。
2.一种抗形变线圈，包括线圈主体(1)、安装于所述线圈主体(1)外边沿上的连接有电极的两个线圈腿(2)，其特征在于：还包括安装于所述线圈腿(2)处的抗形变夹具(3)，所述抗形变夹具(3)由耐高温、不易变形的绝缘材料制成；所述抗形变夹具(3)包括安装于两个所述线圈腿(2)之间的主缝隙内的定距条(4)，所述定距条(4)的形状与所述主缝隙的结构相匹配。
3.根据权利要求2所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述定距条(4)为长方体条状结构，所述定距条(4)与两个所述线圈腿(2)相贴合的两个侧面上设有向外突出的榫头(5)，两个所述线圈腿(2)与所述定距条(4)相贴合的侧面上设有与所述榫头(5)相扣合的榫槽。
4.根据权利要求2所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述抗形变夹具(3)还包括横向设置于所述定距条(4)顶端的第一安装条(6)；所述第一安装条(6)搭接于两个所述线圈腿(2)的顶部。
5.根据权利要求4所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述抗形变夹具(3)还包括横向设置于所述定距条(4)底端的第二安装条(7)，所述第二安装条(7)的上端面与两个所述线圈腿(2)的底部相贴合。
6.根据权利要求5所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述第一安装条(6)的左右两端设有向下弯折的第一竖直挡边(8)，所述第一竖直挡边(8)与所述定距条(6)的间距与所述线圈腿(2)的横向宽度相适应。
7.根据权利要求6所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述第二安装条(7)的左右两端设有向上弯折的第二竖直挡边(9)，所述第二竖直挡边(9)与所述定距条(4)的间距与所述线圈腿(2)的横向宽度相适应。
8.根据权利要求5所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述抗形变夹具(3)还包括两个设置于所述定距条(4)左右两侧并与所述定距条(4)平行的连接条(10)，所述连接条(10)的上下两端分别与所述第一安装条(6)和所述第二安装条(7)连接，所述连接条(10)与所述定距条(4)的间距与所述线圈腿(2)的横向宽度相适应。
9.根据权利要求2到8任一项所述的一种抗形变线圈，其特征在于：所述抗形变夹具(3)为陶瓷抗形变夹具。
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