CN203534167U - 化合物的高温合成炉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种化合物的高温合成炉系统，包括：底盘；设置于所述底盘之上的钟罩；设置于所述底盘上的电极；开设于所述底盘上的进气管口和排气管口；由所述钟罩、底盘所构成的反应容器内部设置反应用装盛容器，即坩埚；在所述坩埚外部设置加热器，所述加热器与电极相连接；所述加热器外部一周及顶部设有保温屏。利用本实用新型适用于生产需要加压加温的高纯度化合物材料，可以使生产操作自动便捷，生产过程安全可靠，可以保证纯度，提高产品转化率，从而降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及化合物的高温合成炉系统，属于化合物合成设备领域。
背景技术
随着材料科学的发展，以及太阳能光伏行业、半导体行业的崛起，许多新的化合物（如半导体、稀有金属化合物）材料被发现利用。
目前这些半导体、稀有金属化合物的传统生产设备单炉产量小、成本高、纯度不足，目前主要依靠于进口设备生产。这些现实状况严重阻碍了光伏光电产业和信息材料事业的发展。在保证产量、纯度、安全性的前提下，设备的国产化是一个很重要的问题。
在这些新材料中，碲化镉作为薄膜太阳能电池的重要材料，其纯度对薄膜太阳能电池的性能有着决定性作用。目前美国FIRST SOLAR公司已制作出总体效率为16.1%的碲化镉光伏组件。作为国内市场，用于生产该类固体化合物原料的设备仍是一大空白。
在实用新型专利《多层化和物合成炉装置，公开号为CN101118111A》一文中提出一种生产碲化镉、碲化锌和碲化铅材料的合成装置，虽然该设备能够生产达到生产的目的，但设备的可靠性、操作的简便性，以及产品的纯度都受到很大限制。
实用新型内容
本实用新型提供了一种化合物的高温合成炉系统，具体是关于一种合成固体化合物的设备系统。目的在于实现一定压力和温度条件下化合物的合成反应，以提高生产效率、产品纯度，确保设备生产安全。
为实现上述技术效果，本实用新型提供的化合物高温合成炉系统，包括：底盘；设置于所述底盘之上的钟罩；设置于所述底盘上的一对加热用电极；开设于所述底盘上的进气管口和排气管口；由所述钟罩、底盘所构成的反应容器内部设置反应用装盛容器，即坩埚；在所述坩埚外部设置加热器，所述加热器与电极相连接；所述加热器外部一周及顶部设有保温屏。
优选的，在所述底盘中心开设传动轴孔，传动轴穿过传动轴孔与坩埚底部相连，所述传动轴底部与传动机构相连，可用于控制坩埚的升降。
优选的，所述钟罩为双层结构，双层结构之间填充、流动冷却介质，所述钟罩外侧设有冷却介质进口和出口，可有效保持冷却均匀性和效果。
优选的，所述底盘为双层结构，双层结构之间填充、流动冷却介质，在所述底盘上设有冷却介质进口和出口，可有效保持冷却均匀性和效果。
优选的，所述钟罩双层结构之间有螺旋状导流板。
优选的，所述坩埚为双层结构，所述坩埚内层的顶部设有坩埚盖。
优选的，所述坩埚材料为耐高温材料，进一步优选为钨钼材料、高纯石墨。
优选的，所述加热器材料为钨钼材料或者高纯石墨。
优选的，所述保温屏材料为耐高温材料，进一步优选为钨钼、高纯石墨材料，进一步优选的，保温屏由一层及以上层数构成。
优选的，所述排气口与真空系统相连。
作为本实用新型的一种优选方案，所述保温屏开有通气小孔，直径为5～10mm，沿环向保温屏下端均匀分布，间隔弧长为20～40mm，距保温屏底端高度为30～60mm。
本实用新型所提供的化合物高温合成炉系统可以提高生产效率，确保设备生产安全，以及提高产品纯度的原理及过程如下：
在坩埚内装填好合成物反应原料，盖上坩埚盖，减少了加热器、保温屏的杂质进入原料内的几率。
利用传动机构将坩埚下降进入加热器范围，盖上上端保温屏，减少拆卸侧保温屏的次数，防止拆装对热场造成的破坏从而影响产品质量。将钟罩与底盘连接，完成生产前准备过程。
生产前期先利用真空系统对炉体内抽真空处理，排除空气中会污染原料的氧等杂质。在达到工艺要求真空度后，开始充入反应所需惰性气体直至化合反应所需压力。开始升温加热直至所需化合反应温度，钟罩、底盘和电极的冷却介质通过夹套冷却进口和出口、底盘冷却介质进口和出口、电极冷却介质进口和出口流动，以此来维持反应所需恒定温度，钟罩双层结构之间的螺旋状导流板给冷却介质提供更好的导流作用，更加确保设备的安全性。在反应过程中，根据生产工艺由传动机构通过传统轴控制坩埚的旋转和升降运动，从而控制反应过程的均匀，确保产品质量。
由以上技术方案可以看出，本化合物高温合成炉系统及其工艺方法提高了化合物合成的效率、设备安全性、以及产品纯度。
附图说明
图1为本实用新型实例所提供的化合物高温合成炉系统的结构示意图。
具体附图标记如下：
1 底盘 2 钟罩 3 电极 4 进气管口 5 排气管口 6 坩埚 7 加热器 8 保温屏
9 坩埚盖 10 传动机构 11 传动轴 12 钟罩冷却进口 13 钟罩冷却出口
14 底盘冷却进口 15 底盘冷却出口 16 电极冷却进口 17 电极冷却出口
18 螺旋导流板。
具体实施方式
本实用新型提供化合物高温合成炉系统，特别是生产碲化镉、碲化锌和碲化铅材料的合成。下面结合附图1和较佳实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
请参考附图1，附图1为本实用新型实施例所提供的化合物高温合成炉系统。
本实施例中提供的化合物高温合成炉系统，包括：底盘1；设置于所述底盘之上的钟罩2；设置于所述底盘上的电极3；开设于所述底盘上的进气管口4和排气管口5；由所述钟罩、底盘所构成的反应容器内部设置反应用装盛容器，即坩埚6；在所述坩埚外部设置加热器7，所述加热器与电极相连接；所述加热器外部一周及顶部设有保温屏8。
本实施例中所提供的化合物高温合成炉系统可以提高生产效率、确保设备生产安全、提高产品纯度。
在坩埚内装填好合成物反应原料，盖上坩埚盖9，减少了加热器、保温屏的杂质进入原料内的几率。利用传动装置10通过旋转轴11将坩埚下降进入加热器范围，盖上上端保温屏，减少拆卸侧保温屏的次数，防止拆装对热场造成的破坏从而影响产品质量。将钟罩下降与底盘连接固定，完成生产准备。生产前期先利用真空系统14对炉体内抽真空处理，排除空气中会污染原料的氧等杂质；在达到工艺要求真空度后，关闭真空系统，开始充入反应所需惰性保护气体至化合反应所需压力。通过电极3对加热器7进行加热升温，直至所需化合温度，钟罩2、底盘1和电极3的内冷却介质通过钟罩夹套冷却进口15和出口16，底盘冷却介质进口17和出口18、电极冷却介质进口19和出口20流动，以此来维持反应所需恒定温度，钟罩双层结构之间有螺旋状导流板21给冷却介质提供更好的导流，更加确保了设备的安全性。
由此可见，上述实施例中所提供的化合物高温合成炉系统实现了对原料的保护，对反应环境的提高，对人力的减少，从而提高了化合物合成的效率、设备安全性、产品纯度。
为了更进一步的优化本实施例中的技术方案，本实施例中的坩埚材料选用钨钼材料；在保温屏下端开设通气小孔，直径为
5mm，沿环向保温屏下端均匀分布，间隔弧长为30mm，距保温屏底端高度为50mm。
以上利用具体实施例对本实用新型所提供的化合物高温合成炉系统进行了详细的介绍，阐述了本实用新型的原理和实施方式，该实施例的说明只是用于帮助理解实用新型的原理及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (12)
1.一种化合物高温合成炉系统，其特征在于，包括：
底盘；所述底盘上设有一对加热用电极；所述底盘上设有进气口和排气口；
钟罩，设置于所述底盘之上；
由所述钟罩、底盘所构成的反应器内部设置反应用装盛容器，即坩埚；所述坩埚外
部设置加热器，所述加热器与电极相连接；
所述加热器外部一周及顶部设有保温屏。
2.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述钟罩为双层结构，双层结构之间填充冷却介质，所述钟罩外侧设有冷却介质进口和出口。
3.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述底盘为双层结构，双层结构之间填充冷却介质；所述底盘上设有冷却介质进口和出口。
4.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述底盘中心开有传动轴孔，传动轴穿过传动轴孔与坩埚底部相连，所述传动轴底部与传动机构相连。
5.根据权利要求2所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述钟罩双层结构之间有螺旋状导流板。
6.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述坩埚为双层结构，所述坩埚内层的顶部设有坩埚盖。
7.根据权利要求6所述化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述坩埚的外层材料为钨钼、高纯石墨或者耐高温材料。
8.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述加热器的材料为钨钼材料或者高纯石墨。
9.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述排气口与真空系统相连。
10.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述保温屏材料为钨钼、高纯石墨或者耐高温材料。
11.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述保温屏由一层及以上层数构成。
12.根据权利要求1所述的化合物高温合成炉系统，其特征在于：所述保温屏开有通气小孔，直径为Φ5～10mm，沿环向保温屏下端均匀分布，间隔弧长为20～40mm，距保温屏底端高度为30～60mm。
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