一種開合式單晶永磁場結構的製作方法

2023-09-18 04:50:05 1

專利名稱：一種開合式單晶永磁場結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於磁性設備製造技術領域，具有涉及一種開合式單晶永磁場結構，使用該開合式單晶永磁場結構可以形成圓形磁場。
背景技術：
隨著國民經濟的快速發展，以及隨著我國科技水平的快速發展，半導體矽材料應用越來越廣泛，也越來越要求超大規模電路VLSI和特大規模集成電路ULSI以超高速集成電路(UHSIC)的需求，這就要求矽材料的性能參數要求越來越高。特別是，對多晶矽的需求越來越大，對多晶矽的精度(純度)要求越來越高。由於使用化學腐蝕法使得難以控制製備得到的材料的大小和形狀，更不易控制產品的質量，這就使得人們將目光轉移到使用磁場的物理製備方法上來。特別是近年來，磁場強度超過IOT的超強磁場的應用受到人們的廣泛重視；強磁場因其強大的磁化作用，可以使得非鐵磁性物質也能顯示出內稟磁性，如水、 塑料、木材等可在強磁場中懸浮；與普通磁場作用於宏觀的物體不同，強磁場能夠將高強度的磁能傳遞到物質的原子尺度，改變原子的排列、匹配和遷移等行為，從而對材料的組織和性能產生深遠的影響；在材料製備中，磁場能控制材料生長過程中的形態、大小、分布和取向等，從而影響材料的組織結構，最終獲得具有優良性能的新材料。但是目前通過強磁場的磁化效應來製備多晶矽材料的技術沒有得到大規模的應用，究其原因在於，由於使用電磁場帶來了巨大能源損耗，首先是不經濟和不環保，再者是在目前規模化製備多晶矽工藝中， 由於強大磁場的不可控性，也造成了多晶矽精度的不確定性。因此，目前急需一種能夠經濟且環保，並且能夠控制磁場產生和作用範圍的磁場結構。

發明內容
為了解決上述技術難題，本發明人經過大量實驗和研究，提出了一種開合式單晶永磁場結構，該開合式單晶永磁場結構能夠有效地解決了現有技術中的難題，不僅僅不耗電能，並且不需維護以及沒有電磁場應用過程中的噪音汙染。依據本發明的技術方案，是提供一種開合式單晶永磁場結構，其包括磁扼端板1、 導磁板一 2、角輪3、折頁4、開合推桿5、導磁板二 6、磁體外罩7、磁體8和磁盒9 ；磁盒9與導磁板一 2和導磁板二 6固定在一起，兩端的磁扼端板1通過導磁板一 2和導磁板二 6焊接牢固，形成兩個半圓磁極，組成一對圓形磁場。使用折頁4連接兩個半圓磁極，並且能夠以折頁4為軸使兩個半圓磁極開合轉動，兩個磁極的開合是由開合推桿5驅動；將內部置有磁體8的磁盒9封裝在磁體外罩7內；角輪3被均勻固定在磁體外罩7圓周外側，用於靈活移動開合式單晶永磁場結構。優選地，開合式單晶永磁場結構整體為開合式組成「C」結構。優選地，磁體8為單極結構，磁極採用稀土釹鐵硼材料。更優選地，磁體8採用的是釹鐵綳N38，磁感矯頑力(bHb)大於11200 Oe (奧斯特)。優選地，磁盒9是把磁體集中起來的一個盒體，與磁軛端板1、導磁板一 2、導磁板二 6、折頁4通過焊接組成一體。優選地，磁極外罩7是採用拉絲不鏽鋼板材料焊接的。本發明設計合理，由於採用了開合式單晶永磁場結構，加強了磁場梯度和磁力分布的均勻性，同時沒有能源損耗，並且開合式增加了使用的便易性；此外，結構的緊湊型提高了磁勢利用率。


圖1為本發明的開合式單晶永磁場結構示意圖；圖2為圖1中的折頁示意圖；圖3為圖1中的開合推桿示意圖；圖4為圖1中的開合式單晶永磁場結構中磁盒的示意圖；圖5為對單晶爐應用開合式單晶永磁場結構的俯視圖。
具體實施例方式以下結合附圖1-5來詳細說明本發明的開合式單晶永磁場結構，下面僅僅作為示例來說明，本領域技術人員清楚地知曉，只要符合本發明思想的方法及系統均落入本發明之中；另外地，不應當將本發明的保護範圍僅僅限制至開合式單晶永磁場結構具體結構或部件的具體參數。如圖1所示，本發明的開合式單晶永磁場結構，其包括磁扼端板1、導磁板一 2、角輪3、折頁4、開合推桿5、導磁板二 6、磁體外罩7、磁體8和磁盒9 ；磁盒9與導磁板一 2和導磁板二 6固定在一起，兩端的磁扼端板1通過導磁板一 2和導磁板二 6焊接牢固，形成兩個半圓磁極，組成一對圓形磁場。使用折頁4連接兩個半圓磁極，並且能夠以折頁4為軸使兩個半圓磁極開合轉動，兩個磁極的開合是由開合推桿5驅動；將內部置有磁體8的磁盒9 封裝在磁體外罩7內；角輪3被均勻固定在磁體外罩7圓周外側，用於靈活移動開合式單晶永磁場結構。具體地，開合式單晶永磁場結構整體為開合式組成「C」結構；磁盒9是把磁體集中起來的一個盒體，與磁軛端板1、導磁板一 2、導磁板二 6、折頁4通過焊接組成一體。磁極外罩7是採用拉絲不鏽鋼板材料焊接的。參見圖5中所示，開合式單晶永磁場結構整體為「開合式半」結構，包含磁極的兩磁盒位於單晶爐爐體主室兩側，磁場為橫向磁場，磁力線平行穿過主室物料區在經過軛板、 導磁板構成閉合迴路。磁體8為單極結構，磁極採用稀土釹鐵硼材料。由磁體8產生磁場方向垂直於單晶爐中的坩堝壁，使坩堝壁表產生400-500 場強，而坩堝中心處場強為0的磁場。更詳細地，磁體8採用的是釹鐵綳N38，磁感矯頑力(bHb)大於11200 Oe (奧斯特)。在磁體8中各個小磁體排布為行與行之間及列與列之間相斥；並且磁軛端板面積是磁極面積的1. 7倍，軛板足夠厚磁體不退磁。進一步地，磁軛端板是磁盒端頭，起導磁作用，使磁盒裡磁塊所產生磁力通過磁軛端板導通磁力線，使磁力線不外漏，增強磁場強度。優選地，磁軛端板外形尺寸310X150X22， 這個外形尺寸是所通過的磁力線最小的尺寸。導磁板一與導磁板二為左右對稱的，主要作用是導磁，使磁場不外漏，其外形尺寸為=1492X400X40，導磁板一與導磁板二的組合既能滿足導磁；又能克服因板件太厚而造成加工生產困難的難題。如圖1所示，當打開開合式單晶永磁場結構時，通過角輪3能夠靈活移動開合式單晶永磁場結構，使單晶爐徹離磁場環境 (參見圖5)。圖1及圖2中所示的折頁4用於在開合推桿5的推動下實現開合式單晶永磁場結構兩個「C」型壁開合的。如圖3所示，開合推桿5為電機51通過液壓泵52帶動液壓杆53，即實現液壓杆53伸縮，通過液壓杆53的伸縮來推動折頁4實現開合式單晶永磁場結構兩個「C」型壁開合的。此外，磁盒9裡裝放入磁體8固定，外面用磁極外罩7罩上。本發明沒有使用電磁鐵，而是通過結構的整體改進，實現了結構簡單，性能穩定， 生成成本低。通過角輪的使用，增加設備的移動性。將本發明應用於多晶矽的製備中，保證了多晶矽在結晶為單晶時的工藝參數，克服了現有技術的難題。此外，也克服了本發明人早期發明的固定式單晶磁場結構不均勻分布並且不容易調整的問題。更進一步，本發明能適應單晶爐幾種型的，而固定式單晶磁場結構只能在一種型號的單晶爐上，所以開合式單晶永磁場結構適應好；還有本發明開合式單晶永磁場結構採用磁場為橫向磁場，磁力線平行穿過主室物料區在經過軛板、導磁板構成閉合迴路。使單晶爐中的坩堝壁表產生400-500 場強，而坩堝中心處場強為0的磁場。這與現有固定式單晶磁場結構是不同的。如上述，已經清楚詳細地描述了本發明提出的開合式單晶永磁場結構，但是本領域普通的技術人員可以理解，在不背離所附權利要求定義的本發明的精神和範圍的情況下，可以在形式和細節中做出多種修改。因此，所有參考本發明技術方案所做出的各種各樣的修改，均應當歸入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種開合式單晶永磁場結構，其包括磁扼端板(1)、導磁板一 O)、角輪(3)、折頁 (4)、開合推桿(5)、導磁板二 (6)、磁體外罩(7)、磁體(8)和磁盒(9)；磁盒(9)與導磁板一 ⑵和導磁板二(6)固定在一起，兩端的磁扼端板⑴通過導磁板一(2)和導磁板二(6)焊接牢固，形成兩個半圓「C」臂磁極，組成一對圓形磁場；使用折頁(4)連接兩個半圓磁極，並且能夠以折頁(4)為軸使兩個半圓磁極開合轉動，兩個磁極的開合是由開合推桿(5)驅動； 將內部置有磁體⑶的磁盒(9)封裝在磁體外罩(7)內；角輪(3)被均勻固定在磁體外罩 (7)圓周外側，用於靈活移動開合式單晶永磁場結構。
2.根據權利要求1所述的開合式單晶永磁場結構，其中開合式單晶永磁場結構整體組成為開合式「C」結構。
3.根據權利要求1所述的開合式單晶永磁場結構，其中磁體(8)為單極結構，磁極採用稀土釹鐵硼材料。
4.根據權利要求3所述的開合式單晶永磁場結構，其中磁體(8)採用的是釹鐵綳N38， 磁感矯頑力(bHb)大於11200 Oe (奧斯特)。
5.根據權利要求1所述的開合式單晶永磁場結構，其中磁盒(9)是把磁體集中起來的一個盒體，與磁軛端板(1)、導磁板一 O)、導磁板二(6、折頁(4)通過焊接組成一體。
6.根據權利要求1所述的開合式單晶永磁場結構，其中磁極外罩(7)是採用拉絲不鏽鋼板材料焊接的。
7.根據權利要求2所述的開合式單晶永磁場結構，其中開合推桿(5)包括電機、液壓泵和液壓杆，電機驅動液壓泵帶動液壓杆伸縮，通過液壓杆的伸縮來推動折頁(4)實現開合式單晶永磁場結構兩個「C」臂結構開合。
全文摘要
本發明公開了一種開合式單晶永磁場結構，其包括磁扼端板(1)、導磁板一(2)、角輪(3)、折頁(4)、開合推桿(5)、導磁板二(6)、磁體外罩(7)、磁體(8)和磁盒(9)；磁盒與導磁板一和導磁板二固定在一起，兩端的磁扼端板通過導磁板一和導磁板二焊接牢固，形成兩個半圓「C」臂磁極，組成一對圓形磁場；使用折頁(4)連接兩個半圓磁極，並且能夠由開合推桿驅動以折頁為軸使兩個半圓磁極開合轉動；將內部置有磁體的磁盒封裝在磁體外罩內；角輪用於靈活移動開合式單晶永磁場結構。應用本發明可以保證多晶矽在結晶為單晶時的工藝參數，與電磁磁場相比，不耗電能，工作過程中不耗能，免維護，工作過程中無故障。
文檔編號H01F1/057GK102360696SQ20111015436
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者張承臣, 李恆盛, 李朝朋, 李波 申請人:瀋陽隆基電磁科技股份有限公司