[實用新型]一種單晶細線材的連續(xù)生長裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320184897.9
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN203245344U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳源清;張衛(wèi)華
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B22D11/045
• 分類號: B22D11/045;B22D27/04;C30B29/02;C30B29/60;C30B11/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本實用新型屬于銅、鋁單晶、柱晶線材制造設備技術領域，涉及一種單晶細線材的連續(xù)生長裝置。

背景技術

隨著電子、網(wǎng)絡、通訊設備向小型化、集成化、高速率、高保真方向的發(fā)展，對作為其重要承載體的金屬導線如銅導線、鋁導線等加工性、強度、柔韌性和線路損耗特性、信號保真能力提出了更高的要求。目前沿用的多晶線材因為存在大量晶界和晶體缺陷，其線路損耗和信號保真性能受到固有的限制，不能滿足目前高速率、高保真信號傳輸?shù)男枨螅揖图庸ば阅芏砸膊荒軡M足0.05mm以下超細線材的成形需要。

因此，單晶、柱晶結構的金屬線材制備成為目前研究和應用研發(fā)的熱點。這類線材因為沒有橫向晶界且晶內(nèi)缺陷大大降低，因而加工性、塑性、損耗特性和信號保真特性大幅度提高，成為目前新一代高性能、高速率、高保真高強度信號傳輸線材和超細線材的發(fā)展方向。國際上加拿大多倫多大學OCC技術研究室、日本Osaka?Fuji?Kogyo公司，國內(nèi)西工大超晶科技公司、森格高新材料公司、慧邦科技有限公司、協(xié)力創(chuàng)壹科技發(fā)展公司等企業(yè)均在進行單晶制品的生產(chǎn)應用研發(fā)。其方法主要有上引式、下引式、水平引出式3類，但其設計原理上都是制備大截面尺寸（3mm～100mm甚至更大）的單晶鑄錠、管材或棒材，不適宜制備小尺寸（～1mm）的連續(xù)單晶線材5。其用于目前高速率、高保真信號傳輸超細線材不得不進行反復的塑性拉拔加工，不僅帶來高能耗和高成本，而且急劇增加的晶內(nèi)缺陷會導致其信號傳輸?shù)母弑Ｕ嫘阅軔夯?/p>

因此迫切需要發(fā)展一種生產(chǎn)設備，滿足高強度、高塑性、低線路損耗、高保真的毫米級銅、鋁單晶、柱晶線材的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種單晶細線材的連續(xù)生長裝置，解決了現(xiàn)有常規(guī)OCC工藝不能制備毫米級截面尺寸的單晶線材的問題。

本實用新型所采用的技術方案是：一種單晶細線材的連續(xù)生長裝置，包括氣氛保護罩，在氣氛保護罩內(nèi)設置有壓力調(diào)節(jié)室、熔化保溫室和結晶器，壓力調(diào)節(jié)室徑向與熔化保溫室固定連通，結晶器軸向與熔化保溫室固定連通，氣氛保護罩設置有保護氣氛接口；壓力調(diào)節(jié)室進口的進料線材路線上設置有同步進料輪，結晶器的單晶線材出口路線上同時設置有冷卻室和恒速牽引輪；

沿壓力調(diào)節(jié)室和熔化保溫室的外周設置有加熱器，沿熔化保溫室的外周設置有溫度監(jiān)測器，加熱器和溫度監(jiān)測器外包有保溫耐火層。

本實用新型的有益效果是，與現(xiàn)有OCC單晶制備技術相比具有以下優(yōu)點：1）利用進料室結構建立適當?shù)囊好娓叨瓤梢灾苽渚€徑在0.1mm～5mm的單晶（或柱晶）銅、鋁金屬線材；2）基于定向凝固的OCC原理連續(xù)生長高質(zhì)量單晶金屬毫米級細線材，溫度場可以精確控制，單晶線材連鑄工藝穩(wěn)定、尺寸均勻、表面光潔；3）結晶器8快速更換，以方便制備不同直徑尺寸（0.1mm～5mm）的單晶（或柱晶）線材；4）結晶器8上可以加工多個孔徑，同時可以得到多根（可以不同直徑）單晶線材5，大幅度提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本實用新型單晶細線材的連續(xù)生長裝置的結構示意圖。

圖中，1.同步進料輪，2.氣氛保護罩，3.溫度監(jiān)測器，4.加熱器，5.單晶線材，6.恒速牽引輪，7.冷卻室，8.結晶器，9.保溫耐火層，10.保護氣氛接口，11.熔化保溫室，12.壓力調(diào)節(jié)室。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行說明。

如圖1所示，本實用新型單晶細線材的連續(xù)生長裝置的結構是，包括氣氛保護罩2，在氣氛保護罩2內(nèi)設置有壓力調(diào)節(jié)室12、熔化保溫室11和結晶器8，壓力調(diào)節(jié)室12徑向與熔化保溫室11固定連通，結晶器8軸向與熔化保溫室11固定連通，氣氛保護罩2設置有保護氣氛接口10；壓力調(diào)節(jié)室12進口的進料線材路線上設置有同步進料輪1，結晶器8的單晶線材5出口路線上同時設置有冷卻室7和恒速牽引輪6；

沿壓力調(diào)節(jié)室12和熔化保溫室11的外周設置有加熱器4，沿熔化保溫室11的外周分區(qū)設置有溫度監(jiān)測器3，加熱器4和溫度監(jiān)測器3外包有保溫耐火層9。

同步進料輪1采用步進電機或數(shù)控馬達驅(qū)動，采用耐腐蝕金屬材料如不銹鋼、銅合金等制件，進料線材根據(jù)生產(chǎn)需要采用電解銅絲、電解鋁絲或銀銅合金絲等線材。

氣氛保護罩2采用金屬鈑金件，如不銹鋼、鋁、銅合金等制件配作。

溫度監(jiān)測器3分區(qū)段設置，采用熱電偶、或熱電阻測溫元件，如鉑銠、鎳鉻鎳硅系列測溫元件等（市售）。