CN208395274U - 一种气相沉积炉及其测温结构和测温*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气相沉积炉及其测温结构和测温***，所述测温结构包括测温孔和隔离管道，所述隔离管道与所述测温孔连接，所述隔离管道由热解氮化硼材料制成，所述测温孔上安装封闭件。本实用新型提供的气相沉积炉及其测温结构和测温***具有结构简单、安装方便、测温准确和成本较低的优点。

Description

一种气相沉积炉及其测温结构和测温***

技术领域

本实用新型涉及测温技术领域，尤其涉及一种气相沉积炉及其测温结构和测温***。

背景技术

本实用新型对于背景技术的描述属于与本实用新型相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本实用新型的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本实用新型在首次提出申请的申请日的现有技术。

热解氮化硼(简称PBN)制品如热解氮化硼坩埚、热解氮化硼板材等，由PBN制成，热解氮化硼制品即使在高温下，也不会与原料化合物反应，同时PBN制品纯度高(99.999％)，表面致密，耐高温，热膨胀系数小，热导率高，且有着明显的各向异性，浸润角大等优点。热解法制备的BN制品具有自身高纯度、较高的高温性能等优点。气相沉积炉是制备热解氮化硼制品的核心设备，在气相沉积炉内，气体进行沉积生成热解氮化硼材料，进而制成热解氮化硼制品。为了达到热解氮化硼材料的高温反应条件，气相沉积炉内的温度会持续保持在1000度以上的高温。持续保持高温是热解氮化硼制品生产的必须条件，但是，由于气相沉积炉的外壳为夹层结构，且外壳内部设置保温层，气相沉积炉内的温度不易观察和控制，可能会造成温度过高或过低，致使生产出的热解氮化硼制品不合格，会造成原料浪费和成本的增加。

实用新型内容

为了解决不易观察到气相沉积炉内温度的问题，本实用新型提供了一种气相沉积炉及其测温结构和测温***。

本实用新型第一方面实施例提供了一种气相沉积炉的测温结构，包括：

测温孔，开设于气相沉积炉炉体的侧壁上，所述测温孔贯穿侧壁，连通气相沉积炉的加热器所处空间；

隔离管道，设于所述测温孔内，所述隔离管道由热解氮化硼材料制成；

封闭件，设于所述测温孔的外侧开口处，用于封闭所述测温孔。

作为优选，所述封闭件由石英玻璃或陶瓷制成。

作为优选，所述隔离管道的长度与所述测温孔的长度相等。

作为优选，所述隔离管道的长度小于所述测温孔的长度，所述隔离管道靠近所述气相沉积炉内部一侧设置。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种气相沉积炉的测温***，包括上面任一所述的测温结构，

还包括测温仪。

作为优选，所述测温仪为红外测温仪。

本实用新型第三方面的实施例提供了一种气相沉积炉，所述气相沉积炉包括上面任一所述的测温结构。

作为优选，所述气相沉积炉的外壳为夹层结构。

作为优选，所述气相沉积炉的外壳内具有碳纤维或陶瓷等高性能隔热保温材料构成的保温隔热层。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型实施例的测温结构由测温孔和隔离管道组成，隔离管道是由氮化硼材料制成的，能够耐高温、酸碱，性质比较稳定，测温孔上还安装封闭件，方便观察生产中的温度，具有结构简单、操作方便、安全高效的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例气相沉积炉及其测温结构和测温***的结构示意图。

附图标记说明：1-测温孔，2-隔离管道，3-封闭件，4-气相沉积炉，5-外壳，6-保温隔热层,7-加热器。

具体实施方式

下述讨论提供了本实用新型的多个实施例。虽然每个实施例代表了实用新型的单一组合，但是本实用新型不同实施例的要素可以替换，或者合并组合，因此本实用新型也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例中要素的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含要素A、B、C，另一个实施例包含要素B和D的组合，那么本实用新型也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个要素的所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

本实用新型涉及一种气相沉积炉及其测温结构和测温***。

本实用新型第一方面的实施例提供了一种气相沉积炉的测温结构，如图1，本实用新型的实施例提供了一种气相沉积炉的测温结构，包括：

测温孔1，开设于气相沉积炉炉体的侧壁上，测温孔1贯穿侧壁，连通气相沉积炉4的加热器7所处空间；

隔离管道2，设于测温孔1内，隔离管道2由热解氮化硼材料制成；

封闭件3，设于测温孔1的外侧开口处，用于封闭测温孔1。

本实用新型实施例的测温结构由测温孔1和隔离管道2组成，结构比较简单，隔离管道2设于测温孔1内，隔离管道2与测温孔1的连接方式可采用固定连接或转动连接，由本领域的技术人员根据实际使用情况进行选择，测温孔1和隔离管道2能更好的测取温度。隔离管道2由氮化硼材料制成，能够耐高温、耐酸碱，性质比较稳定，在高温条件下工作比较安全耐用，能够节约成本和提高工作效率。测温孔1上还安装封闭件3，封闭件3设于测温孔1的外侧开口处，用于封闭测温孔1。通过封闭件3来观察生产中的产品的温度，便于操作人员实时观察和控制生产中的温度和其他状况，比较安全和方便，也有利于生产效率的提高，本实用新型实施例提供的测温结构具有结构简单、操作方便、安全高效的优点。

本实用新型的一个实施例中，隔离管道2由氮化硼材料制成，氮化硼材料具有纯度高、无毒、耐高温、耐酸碱、耐盐及耐有机溶剂、性质稳定；在高温下与绝大多数熔融金属、半导体材料不润湿、不反应；电绝缘性能好和高温下无杂质挥发；抗热震性优异、热导性好和热膨胀系数低；电阻高、介电强度高、介电常数小、磁损耗正切低并且具有良好的透微波和红外线性能等等诸多优点，隔离管道2用氮化硼材料制成，能够耐高温、耐酸碱，性质比较稳定，在高温条件下工作比较安全耐用，能够节约成本和提高工作效率。当然，在其他实施例中，隔离管道2也可以采用其它材料制成，如石英玻璃、陶瓷等，只要能满足测温结构工作的环境如高温环境即可，本领域的技术人员可以根据实际的使用环境和情况进行选择，上述实施例仅是提供一个示例，本实用新型对此不做具体限定。设置隔离管道2的好处是，隔离管道2能够耐高温，管道外部耐高温，而内部温度较低，便于操作人员通过隔离管道2提取样品，方便实时掌握生产状况。

一个实施例中，测温孔1上还安装封闭件3，封闭件3设于测温孔1的外侧开口处，用于封闭测温孔1。通过封闭件3来观察生产中的产品的温度，便于操作人员实时观察和控制生产中的温度和其他状况，比较安全和方便，也有利于生产效率的提高，本实用新型实施例提供的测温结构具有结构简单、操作方便、安全高效的优点。

本实用新型的一个优选实施例中，封闭件3由石英玻璃或陶瓷制成，石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单纯网络，由于Si-O化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有独特的性能，尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异，在紫外到红外辐射的连续波长范围都有优良的透射比。在一个实施例中，封闭件3由石英玻璃制成，具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好的优点，并能透过紫外线和红外线。由于石英玻璃具有透明和耐高温的特点，生产时，即使生产温度很高，也不会影响封闭件3的工作，能有效节约成本和保障生茶和人员安全。并可采用红外测温仪透过石英玻璃测取加热器的温度。另一个实施例中，封闭件3由陶瓷制成，陶瓷的成本较低且耐高温，能有效节约生产成本并保障生产安全。操作人员可以通过封闭件3观察生产中的产品的温度，以便于实时观察、控制和调节温度，比较安全可靠，并能有效的提高生产效率。当然，封闭件3的材料并不唯一固定，封闭件3的主要作用就是能使操作人员透过其观察生产温度，只要能达到这种透明和耐高温的效果的材质，都可以用来制作本实用新型实施例中的封闭件3，封闭件3的材质可以由本领域的技术人员根据实际的生产情况进行选择。

本实用新型的一个优选实施例中，封闭件3固定安装在测温孔1上，将封闭件3固定安装在测温孔1上，可有效防止封闭件3从测温孔1上脱落发生危险，以及防止由于操作人员的错误操作而影响人员和生产的安全。测温孔1一般都具有一定的长度或厚度，封闭件3的尺寸可以小于测温孔1的尺寸，使封闭件3能够嵌入测温孔1内；或者，封闭件3的尺寸也可以大于测温孔1的尺寸，利用螺栓连接或其他方式将封闭件3固定安装在测温孔1的内壁或外壁上，具体将封闭件3固定安装在测温孔1的内壁或外壁上，可以由本领域的技术人员根据实际的使用本实用新型实施例的测温结构的装置和生产状况来选择和决定，本实用新型对此不做具体限定，只给出一些示范性的示例。在一个实施例中，封闭件3的尺寸小于测温孔1的尺寸，且封闭件3嵌入测温孔1内，封闭件3的厚度与测温孔1的厚度相同，使封闭件3与测温孔1紧密契合，没有空隙，使生产更加安全和保持测温结构的完整性。在另一个实施例中，封闭件3的尺寸大于测温孔1的尺寸，且封闭件3的厚度很小，如封闭件3的厚度为0.05-2mm，封闭件3使用螺栓或其他方式固定在测温孔1的外壁上，由于封闭件3的厚度小，比较节省材料，同时不影响封闭件3的工作性能和效果，封闭件3的厚度由本领域的技术人员根据实际需要进行选定，本实用新型并不做具体限制。

本实用新型的一个优选实施例中，封闭件3铰接在测温孔1外壁上，封闭件3通过铰接安装在测温孔1外壁上，既能使封闭件3牢固的连接在测温孔1上，保障测温结构的稳定性，又能使封闭件3可以在不脱离测温孔1的情况下相对测温孔1运动。这种连接方式的好处是，在生产过程中，可以将封闭件3向上或者向下拨动，或者封闭件3紧贴测温孔1转动，将测温孔1暴露出来，操作人员通过隔离管道2提取生产中的样品，以便于检查生产的产品是否合格，以及生产温度是否过高或过低，以便于随时进行调节。当然，本实用新型并不唯一限定采用铰接这一种连接方式，在本实用新型的其它实施例中，也可以采取其它连接方式来实现封闭件3可以在不脱离测温孔1的情况下相对测温孔1进行运动的目的，本领域的技术人员可以根据实际使用本实用新型实施例的测温结构的装置或设备进行选择，能实现封闭件3可以在不脱离测温孔1的情况下相对测温孔1进行运动即可。一般情况下，封闭件3铰接在测温孔1外壁上时，封闭件3的厚度会比较小，将封闭件3的厚度降低有利于节约成本，并能使封闭件3方便快捷的安装在测温孔1外壁上，并且，封闭件3的厚度较小，重量较轻，也比较方便操作人员对封闭件3相对于测温孔1转动或拨动的操作，能有效节省人力和制作成本。当然，在一个实施例中，也可以将封闭件3活动安装在测温孔1上，需要提取生产中的样品时，将封闭件3从测温孔1上拆卸下来，进行样品的提取。在另一个实施例中，将封闭件3活动嵌入在测温孔1内，或者将封闭件3活动安装在测温孔1的外壁上，也能实现提取生产中的样品的目的。本领域的技术人员可以根据实际需要进行选择最优的实施方案。

本实用新型的一个优选实施例中，隔离管道2的长度与测温孔1的长度相等，隔离管道2设置在气相沉积炉4的内部，且由氮化硼材料制成，能适应气相沉积炉4内部的高温，将隔离管道2的长度设置为与测温孔1的长度相等，可以保证隔离管道2既能探测到产品的温度，又不对产品的生产造成影响。一个实施例中，隔离管道2的长度小于测温孔1的长度，隔离管道2靠近气相沉积炉4内部一侧设置，隔离管道2可以直接固定在相沉积炉4内部一侧，有利于稳定性的提高；也可以通过连接件固定在相沉积炉4内部一侧，便于拆卸和清洗、维护。隔离管道2可以全部由氮化硼材料制成，也可以部分由氮化硼材料制成、部分由其他耐高温材料制成，以满足不同的需要和适应不同的生产环境。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种气相沉积炉的测温***，包括上面任一实施例中的测温结构，还包括测温仪。测温仪用红外线传输数字的原理来感应物体表面温度，操作比较方便，特别是高温物体的测量，测温结构包括测温仪，可以利用测温仪方便快捷的测取生产中的温度以及产品的温度。一个优选实施例中，测温仪为红外测温仪，红外测温仪由光学***、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学***汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。使用红外测温仪测取使用本实用新型实施例提供的测温结构的生产装置中的温度，具有快捷、方便、安全、高效的优点。

本实用新型第二方面实施例提供了一种包括上述任一实施例中的测温结构的气相沉积炉，如图1。气相沉积炉是制备热解氮化硼制品的核心设备，为了达到热解氮化硼的高温反应条件，确保制备高纯度热解氮化硼制品，气相沉积炉内的温度会持续保持在1800～2000度。气相沉积炉的外壳5为钢材料制成，钢质外壳5内具有碳纤维或陶瓷等高性能隔热保温材料构成的保温隔热层，从而保证了气相沉积炉的炉腔内足够的反应温度，同时也限制了外壳5的表面温度，避免温度过高而造成人员伤害或设备损坏等安全事故。一般来说，要求外壳5表面温度不超过50度。外壳5一般为夹层结构，采用循环冷却水的方式进行降温。化学气相沉积(Chemicalvapordeposition，简称CVD)是把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其他气体引入反应室，在衬底材料表面生成薄膜的过程。气相沉积炉使用化学气相沉积法来制备高纯度热解氮化硼制品。气相沉积炉4包括上述实施例描述的测温结构，能够安全、方便、快捷的测取到炉内的生产温度，观察气相沉积炉4内的温度是否达到高纯度热解氮化硼制品的生产条件，以便于随时调整和控制，同时，使用了测温结构的气相沉积炉4又能保障人员和设备安全，减小损失，极大地提高了热解氮化硼制品的生产效率。

本实用新型的一个优选实施例中，测温结构安装在气相沉积炉4的侧壁上，测温结构比较简单且容易操作，一个实施例中，测温结构设置在气相沉积炉4的中下方侧壁上，一般来说，测温结构的高度不超过1.8m，这样比较符合人体高度，操作人员在观察和测取温度时也比较方便。测温结构安装在气相沉积炉4的侧壁上的高度在0.5-1.8m之间，可以是0.5m，也可以是1m或者1.5m，更优的为1.6m，对于测温结构安装在气相沉积炉4的侧壁上的高度，在此不做具体限定，由本领域的技术人员根据实际生产情况和操作人员的高度以及气相沉积炉4内产品的高度来选择和决定。

本实用新型的一个优选实施例中，气相沉积炉4的外壳5为钢材料制成，气相沉积炉4作为制备热解氮化硼制品的核心设备，为了达到制作热解氮化硼材料的高温反应条件，确保制备高纯度热解氮化硼制品，气相沉积炉4内的温度会持续保持在1800～2000℃，因此气相沉积炉4的外壳5采用钢材料制成，一方面，钢的价格比较低廉、容易获得，且不易生锈，能有效降低生产***的成本，另一方便，钢制外壳5耐高温，气相沉积炉4的外壳5为钢材料制成，比较安全可靠。在其它实施例中，如果能满足上述实施例中的条件和效果，气相沉积炉4的外壳5也可以采用其它耐高温材质制作。一个实施例中，气相沉积炉4的钢质外壳5内具有碳纤维或陶瓷等高性能隔热保温材料构成的保温隔热层6，从而保证了气相沉积炉4的沉积腔内足够的反应温度，同时也限制了外壳5的表面温度，避免温度过高而造成人员伤害或设备损坏等安全事故。一般来说，要求外壳表面温度不超过50℃。外壳5设置为夹层结构，夹层内入循环冷却水进行降温，外壳5上具有循环冷却水出、入口(图中未示出)，采用循环冷却水的方式进行降温，能保证热解氮化硼制品生产过程中气相沉积炉4不会因温度过高而损坏，避免了产品和人员因此的伤害。气相沉积炉4的外壳5设置为夹层结构，并使用循环冷却水进行降温，可有效抑制气相沉积炉4因各种原因而造成的短时升温造成的损坏，气相沉积炉4的外壳5设置为夹层结构，结构比较简单，易于实施，且使用效果较好。

本实用新型的一个优选实施例中，气相沉积炉4内安装模具固定架，模具固定架用来固定模具，使进入到沉积腔内的反应气体分布更加均匀，反应生成的热解氮化硼能够均匀地沉积在模具表面，并且所得产品的质地更加的均匀。模具固定架选用耐高温材料制成，如石墨、陶瓷等材料，以免在气体沉积过程中受损，影响产品的生产。一个实施例中，模具固定架采用石墨制成，由于石墨的性质比较稳定，耐高温，所以采用石墨作为模具固定架，在一定程度上能限制所得热解氮化硼材料的物质的挥发。在另一个实施例中，模具固定架还可以由陶瓷制成，由于陶瓷成本较低、耐高温，能够降低生产的成本、保障生产的安全和效率。除了石墨和陶瓷外，在其他实施例中，本领域的技术人员也可以采用其他耐高温、成本低廉的材料制成模具固定架，本实用新型并不做具体限定。

本实用新型的一个优选实施例中，模具固定架上设有位于模具与沉积炉4进气口之间的挡板，安装挡板有利于气体在模具上更加均匀的沉积。挡板的形状与模具的形状相同，如模具呈矩形，则挡板也呈矩形；如模具呈圆形，则挡板也呈圆形；如模具呈柱形或其他形状，则挡板的形状与模具的与挡板对应部分的投影形状相同。挡板便于安装和拆卸，有利于气体在模具上均匀的沉积，有利于提高热解氮化硼制品的纯度和均匀性，能提高生产效率。

本实用新型实施例提供的一种气相沉积炉及其测温结构和测温***具有安全可靠、结构简单、操作方便，能有效节约成本等优点。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的构思或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种气相沉积炉的测温结构，其特征在于，包括：

测温孔，开设于气相沉积炉炉体的侧壁上，所述测温孔贯穿侧壁，连通气相沉积炉的加热器所处空间；

隔离管道，设于所述测温孔内，所述隔离管道由热解氮化硼材料制成；

封闭件，设于所述测温孔的外侧开口处，用于封闭所述测温孔。

2.根据权利要求1所述的气相沉积炉的测温结构，其特征在于，所述封闭件由石英玻璃或陶瓷制成。

3.根据权利要求1所述的气相沉积炉的测温结构，其特征在于，所述隔离管道的长度与所述测温孔的长度相等。

4.根据权利要求1所述的气相沉积炉的测温结构，其特征在于，所述隔离管道的长度小于所述测温孔的长度，所述隔离管道靠近所述气相沉积炉内部一侧设置。

5.一种气相沉积炉的测温***，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的测温结构，还包括测温仪。

6.根据权利要求5所述的测温***，其特征在于，所述测温仪为红外测温仪。

7.一种气相沉积炉，其特征在于，所述气相沉积炉包括权利要求1-6任一所述的测温结构。

8.根据权利要求7所述的气相沉积炉，其特征在于，所述气相沉积炉的外壳为夹层结构。

9.根据权利要求7所述的气相沉积炉，其特征在于，所述气相沉积炉的外壳内具有碳纤维或陶瓷隔热保温材料构成的保温隔热层。