[發(fā)明專利]一種高溫?fù)]發(fā)抑制裝置與方法以及裝置的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110782837.6
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113370591B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周世斌;林東科;賴維明
• 申請（專利權(quán)）人: 成都東駿激光股份有限公司
• 主分類號: B32B1/02
• 分類號: B32B1/02;B32B15/00;B32B9/00;B32B9/04;B32B33/00;B32B15/04;B32B19/08;B32B19/04;B32B5/18;C30B35/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

本發(fā)明公開了一種高溫?fù)]發(fā)抑制裝置與方法以及裝置的應(yīng)用，屬于冶金化工材料制造加工技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括固體部件以及用于至少貼合于固體部件的側(cè)壁的外表面的疏松結(jié)構(gòu)材料。該裝置能顯著降低高溫工作時固體部件表面的揮發(fā)，降低生產(chǎn)成本，減少產(chǎn)品雜質(zhì)和提高關(guān)鍵部件耐久度。其可用于晶體生產(chǎn)。對應(yīng)的抑制固體部件高溫?fù)]發(fā)的方法包括以下步驟：在固體部件的外表面貼合疏松結(jié)構(gòu)材料，可有效抑制固體部件在高溫工作時的揮發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金化工材料制造加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高溫?fù)]發(fā)抑制裝置與方法以及裝置的應(yīng)用。

背景技術(shù)

在冶金化工及高溫材料制造等需要器件在高溫工作的領(lǐng)域，常用各種耐高溫材料比如高溫金屬制造坩堝、發(fā)熱體等關(guān)鍵部件。而高溫下，尤其在工作溫度接近材料熔點(diǎn)的情況下，這些材料表面揮發(fā)較為顯著。這使得一方面在這些高溫材料價格較貴時，比如使用貴金屬時，揮發(fā)會造成極大的直接經(jīng)濟(jì)損失。例如在高溫晶體的生長中，一個生長周期僅耐高溫貴金屬部件揮發(fā)所致直接經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)數(shù)千甚至數(shù)萬元，在一些實(shí)際生產(chǎn)中，該項(xiàng)損失甚至?xí)蔀橹饕a(chǎn)成本。另一方面高溫工作的固體材料的揮發(fā)蒸汽擴(kuò)散或被氣流帶走后，會作為雜質(zhì)污染產(chǎn)品或其它關(guān)鍵部件，甚至直接干擾產(chǎn)品的生產(chǎn)。此外，關(guān)鍵零部件揮發(fā)嚴(yán)重后還會出現(xiàn)重量減輕、厚度減薄以及外形變化等問題，對生產(chǎn)和試驗(yàn)帶來不利影響。

而現(xiàn)有技術(shù)中通常使用如保溫磚等保溫材料直接與坩堝或發(fā)熱體等固體部件接觸，不但難以抑制揮發(fā)，還會因?yàn)楦邷叵麻L時間直接接觸，產(chǎn)生顯著的固體擴(kuò)散作用，導(dǎo)致保溫材料本身受到侵蝕破壞。

現(xiàn)有技術(shù)中，目前最先進(jìn)的如銥金坩堝表面附加氧化鋯涂層這一類涂層類技術(shù)，在高溫下會出現(xiàn)受含原料氣氛侵蝕損壞、開裂、影響貴金屬坩堝回收等問題，而且在諸如1600-2100℃高溫工作后實(shí)測抑制效果往往低于10％，起不到顯著抑制揮發(fā)的效果。

而業(yè)界內(nèi)雖然有研究固體表面揮發(fā)機(jī)制，但是因?yàn)閼峙率杷山Y(jié)構(gòu)材料受原料蒸汽侵蝕等問題，而都不使用疏松結(jié)構(gòu)材料接觸坩堝，也缺乏疏松結(jié)構(gòu)材料對固體材料表面揮發(fā)抑制的研究和試驗(yàn)。所以在業(yè)界內(nèi)普遍認(rèn)為使用疏松結(jié)構(gòu)材料接觸坩堝等高溫固體材料是異想天開，不可能的路線。

然而業(yè)界內(nèi)懼怕的這些問題，在本發(fā)明中得到了解決，開辟并通過實(shí)際使用走通了一條了業(yè)界內(nèi)都認(rèn)為不可能走通的技術(shù)路線。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種高溫?fù)]發(fā)抑制裝置，其能顯著降低高溫工作時固體部件的揮發(fā)，降低生產(chǎn)成本，減少產(chǎn)品雜質(zhì)和提高關(guān)鍵部件耐久度。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種上述高溫?fù)]發(fā)抑制裝置的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的之三在于提供一種抑制高溫?fù)]發(fā)的方法，可有效抑制固體部件在高溫工作時的揮發(fā)。

第一方面，本發(fā)明提供一種高溫?fù)]發(fā)抑制裝置，其包括固體部件以及用于至少貼合于固體部件的側(cè)壁的外表面的疏松結(jié)構(gòu)材料。

在可選的實(shí)施方式中，固體部件包括金屬坩堝或金屬發(fā)熱體。

在可選的實(shí)施方式中，金屬坩堝或金屬發(fā)熱體中的金屬包括貴金屬以及鎢和鉬中的至少一種。

在可選的實(shí)施方式中，貴金屬包括鉑金或銥金。

在可選的實(shí)施方式中，疏松結(jié)構(gòu)材料包括纖維疏松材料或多孔疏松材料。

在可選的實(shí)施方式中，纖維疏松材料包括石棉纖維、石英纖維或氧化鋯纖維氈。

在可選的實(shí)施方式中，多孔疏松材料包括泡沫磚或多孔陶瓷。

在可選的實(shí)施方式中，疏松結(jié)構(gòu)材料的有效孔隙率不低于50％。

在可選的實(shí)施方式中，疏松結(jié)構(gòu)材料的厚度為0.1-100mm，優(yōu)選為1-10mm。