CN215517626U - 一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于晶体生长领域，公开了一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置，置于所述熏碳炉的熏碳管内，所述分流装置由多块圆形石英板和一根中空石英棒组成，多块所述圆形石英板的尺寸一致，所述中空石英棒从所述圆形石英板的圆心处垂直贯穿所述多块圆形石英板，所述圆形石英板上均设有分流孔，相邻所述圆形石英板上的分流孔相对错开设置。本实用新型所述甲烷气体分流装置在镀碳膜过程中可实时对所充入的甲烷实现分流，有效增长恒温区，改善镀碳效果。
Description
技术领域
本实用新型属于晶体生长领域，更具体的，涉及一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置。
背景技术
在晶体生长领域，大部分实验需要在石英管内进行。为了产品脱模顺利，以及隔绝物料和石英管反应，需要在石英管表面镀一层碳膜。该过程需要在熏碳炉中进行，所述熏碳炉的结构如图1所示，镀碳膜的具体过程为：将熏碳管抽至真空并保持高真空状态，将被镀碳石英管加热至一定温度，然后充入甲烷，甲烷在此温度下裂解成碳和氢气，碳会附着在石英管表面，形成碳膜。但目前该工艺存在一缺点，充入甲烷时，甲烷未经分流，进入高温区马上裂解，导致附着在石英管上径向各向碳膜厚度不一致，未能达到理想的镀碳效果。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置，该装置置于熏碳炉内，在镀碳膜过程中可实时对所充入的甲烷实现分流，有效增长恒温区，改善镀碳效果。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置，置于所述熏碳炉的熏碳管内，所述分流装置由多块圆形石英板和一根中空石英棒组成，多块所述圆形石英板的尺寸一致，所述中空石英棒从所述圆形石英板的圆心处垂直贯穿所述多块圆形石英板，所述圆形石英板上均设有分流孔，相邻所述圆形石英板上的分流孔相对错开设置。
进一步的，所述圆形石英板数量为两块。
进一步的，所述中空石英棒的一端刚好穿过第一块圆形石英板，另一端穿过最后一块圆形石英板后并凸出一定长度，本实用新型所述凸出的石英棒朝向所述熏碳管的进气端放置，所述中空石英棒的中空设计能起到分流导流作用，在此基础上，凸出的石英棒设计可以防止分流隔热器倾翻，也方便操作员将其取出。
进一步的，每块所述圆形石英板上均匀分布有相同数量、相同尺寸的分流孔，优选所述分流孔为圆孔。
进一步的，每块所述圆形石英板上均匀分布有15个分流孔，所述两块圆形石英板上的分流孔的孔位之间偏转90°设置，即：其中一块圆形石英板旋转90°后与另一块圆形石英板上的分流孔的孔位分布一一对应。
进一步优选所述15个分流孔分三层设置，具体为：内层的6个分流孔、中间层的6个分流孔、外层的3个分流孔，相同层中所述分流孔到圆心之间的距离相同，相同层中相邻的分流孔之间的距离相同。
进一步的，所述两块圆形石英板的外圆间设有连接两块圆形石英板的加固条；优选所述加固条平行所述中空石英棒设置。
进一步的，所述加固条设有至少3根，3根所述加固条沿圆形石英板的外圆圆周均匀分布。
进一步的，圆形石英板的直径＜所述熏碳管的内径≤所述圆形石英板的直径+8mm，进一步优选为：圆形石英板的直径+5mm≤所述熏碳管的内径≤所述圆形石英板的直径+8mm。
本实用新型所产生的有益效果为：
（1）本实用新型所述甲烷气体分流装置整体为石英材质，置于熏碳炉的熏碳管内，可使熏碳管内保持较好的隔温性能，经试验，可使恒温区增长约10%。
（2）本实用新型所述甲烷气体分流装置的两块圆形石英板上的分流孔没有正对，均错开一定角度，甲烷通过两层圆形石英板，实现连续两次分流，经试验，达到更好的分流效果，从而有效增长恒温区，改善镀碳效果。
附图说明
图1为实施例1所述熏碳炉使用的甲烷气体分流装置的立体结构图。
图2为实施例1所述熏碳炉使用的甲烷气体分流装置正视结构图。
图3为实施例1所述圆形石英板结构图一。
图4为实施例1所述圆形石英板结构图二。
图5为实施例1所述熏碳炉使用的甲烷气体分流装置的使用状态图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
实施例1
参见图1~5，本实施例公开了一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置，所述分流装置由两块尺寸相同的圆形石英板1和一根中空石英棒2组成，所述中空石英棒2从所述圆形石英板1的圆心处垂直贯穿所述两块圆形石英板1，所述中空石英棒2的一端刚好穿过其中一块圆形石英板2，另一端穿过另一块圆形石英板2后并凸出一定长度。
所述两块圆形石英板1上均匀分布有相同数量、相同尺寸的分流孔3，所述两块圆形石英板1上的分流孔3相对错开设置。本实施例中，每块所述圆形石英板1上均匀分布有15个分流孔3，所述两块圆形石英板1上的分流孔3的孔位之间偏转90°设置，即：其中一块圆形石英板旋转90°后与另一块圆形石英板上的分流孔的孔位分布一一对应。所述15个分流孔3分三层设置，具体为：内层的6个分流孔3、中间层的6个分流孔3、外层的3个分流孔3，相同层中所述分流孔3到圆形石英板的圆心之间的距离相同，相同层中相邻的分流孔3之间的距离相同。
所述两块圆形石英板1的外圆之间设有连接两块圆形石英板的3根加固条；所述加固条平行所述中空石英棒设置。3根所述加固条沿圆形石英板的外圆圆周均匀分布。
本实施例中，所述圆形石英板1的直径比所述所述熏碳管5的内径小5mm，所述甲烷气体分流装置置于所述熏碳炉的熏碳管5内，本实施例中所述熏碳炉的主体为熏碳管5，所述熏碳管5的一端与真空设备连接，在沿所述连接真空设备端至另一端的熏碳管5上，依次设置为甲烷进气口7、法兰6、甲烷气体分流装置、被镀碳石英管8、石英保温罩9和法兰6，所述熏碳管5的周向设有加热器，所得加热器对应为熏碳管5的加热区域，所述甲烷气体分流装置、被镀碳石英管8、石英保温罩9位于所述熏碳管5的加热区域。本实用新型所述凸出的中空石英棒2朝向熏碳管5的甲烷进气口7放置，所述中空石英棒2的中空设计能起到分流导流作用，在此基础上，凸出的中空石英棒2设计可以防止分流隔热器倾翻，也方便操作员将其取出。
实施例2
本实施例使用实施例1中所述的甲烷气体分流装置及公开的熏碳管结构。
将甲烷气体分流装置、被镀碳石英管8、保温石英罩9依次放进熏碳管5内，将熏碳管5内抽至3.0*10^-4Pa以下，将加热区加热至1200℃，保温30min。然后关闭抽真空系统，以20ml/min流量充入1L甲烷，保温1h后退火至室温。保温期间用测温热偶插进熏碳管5和加热器中间测量加热区温场，得出一个恒温区长度（1200±20℃），在被镀碳石英管8中部一圈十字交错地取四个点分别测量碳膜厚度。
实施例3
本实施例为实施例2的重复实施例。
对比例1
本对比例使用实施例1中公开的熏碳管结构，但不使用所述甲烷气体分流装置。
将被镀碳石英管8、保温石英罩9依次放进熏碳管5内，将熏碳管5内抽至3.0*10^-4Pa以下，将加热区加热至1200℃，保温30min。然后关闭抽真空系统，以20ml/min流量充入1L甲烷，保温1h后退火至室温。保温期间用测温热偶插进熏碳管5和加热器中间测量加热区温场，得出一个恒温区长度（1200±20℃），在被镀碳石英管8中部一圈十字交错地取四个点分别测量碳膜厚度。
实验结果
所述实施例2/3和对比例1的测试结果见表1。
表1
从表1中实验数据可知，实施例2和实施例3的取样厚度极差率分别比对比例小102.8、113.7个百分点，恒温区长度分别增长12.5%、9.38%，碳膜平均厚度分别增加10.0%、16.6%。可得出结论，放置分流隔热器后所镀碳膜均匀性更佳，平均厚度也大。
所述极差率为：在被镀碳石英管同一圈十字交错地取四个位置测碳膜厚度，最厚值比最薄值大百分之几，即为极差率。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种熏碳炉使用的甲烷气体分流装置，置于所述熏碳炉的熏碳管内，其特征在于，所述分流装置由多块圆形石英板和一根中空石英棒组成，多块所述圆形石英板的尺寸一致，所述中空石英棒从所述圆形石英板的圆心处垂直贯穿所述多块圆形石英板，所述圆形石英板上均设有分流孔，相邻所述圆形石英板上的分流孔相对错开设置。
2.如权利要求1所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，所述圆形石英板数量为两块。
3.如权利要求1所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，所述中空石英棒的一端刚好穿过第一块圆形石英板，另一端穿过最后一块圆形石英板后并凸出一定长度。
4.如权利要求1所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，每块所述圆形石英板上均匀分布有相同数量、相同尺寸的分流孔。
5.如权利要求1所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，所述分流孔为圆孔。
6.如权利要求4所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，每块所述圆形石英板上均匀分布有15个分流孔，两块所述圆形石英板上的分流孔的孔位之间偏转90°设置，其中，所述15个分流孔分三层设置，具体为：内层的6个分流孔、中间层的6个分流孔、外层的3个分流孔，相同层中所述分流孔到圆心之间的距离相同，相同层中相邻的分流孔之间的距离相同。
7.如权利要求1所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，两块所述圆形石英板的外圆间设有连接两块圆形石英板的加固条。
8.如权利要求7所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，所述加固条平行所述中空石英棒设置。
9.如权利要求8所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，所述加固条设有至少3根，3根所述加固条沿圆形石英板的外圆圆周均匀分布。
10.如权利要求1~9任一项所述的甲烷气体分流装置，其特征在于，圆形石英板的直径＜所述熏碳管的内径≤所述圆形石英板的直径+8mm。
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| CN115259684A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-11-01 | 安徽光智科技有限公司 | 石英器件的镀碳方法 |
| CN115928010A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-04-07 | 有研国晶辉新材料有限公司 | 石英容器熏碳装置及熏碳方法 |
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