DK145818B - Stroemtilledning i koaksialopbygning for induktionsvarmespolerved digelfri zonesmeltning - Google Patents

Description

(19) DANMARK (^)

É| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 145818B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 864/74 (51) int.CI.® B 01 J 17/08 (22) Indleveringsdag 18. feb. 1974 H 01 B 17/30 (24) Løbedag 18. feb. 1974 (41) Aim. tilgængelig 20. aug. 1974 (44) Fremlagt 14, mar. 1985 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 19· feb. 1973* 2308136, DE

(71) Ansøger SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenc= hen 2, DE.

(72) Opfinder Wolfgang Keller, DE.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Strømtilledning i koaksialopbyg= ning for induktionsvarmespoler ved digelfri zonesmeltning.

Den foreliggende opfindelse angår en strømtilledning i koaksial-opbygning, især sådanne, som finder anvendelse ved induktionsvarmespoler til frembringelse af smeltezonen i halvlederkrystalstave ved digelfri zonesmeltning.

Ved digelfri zonesmeltning opspændes en halvlederkrystalstav lodret ved begge sine ender i holdere og smeltes i en beholder ved CD hjælp af en induktionsvarmespole med højfrekvens. Da induktionsvarme- ™ spolen i forhold til stavens længde har en lille aksial udstrækning, OO smelter kun den zone af halvlederstaven, som ligger i denne. Induk- ^ tionsvarmespolen bevæges under forløbet af den digelfrie zonesmelt- t— ning langsomt i stavens længderetning. Denne proces gennemføres enten i vakuum eller i beskyttelsesgasatmosfære.

Q

2 145818

Varmestrømmens tilføring til induktionsvarmespolen sker over en strømtilledning, som føres igennem beholderens væg. Denne strømtilledning indeholder ifølge det tyske patent 1.076.623 ledende rør af indbyrdes forskellig inderdiameter, hvilke rør bærer induktionsvarmespolen og som følge af den lille selvinduktion er anbragt koaksialt i hinanden. Røret med den største inderdiameter er forskydeligt i sin længderetning igennem beholderens væg ved hjælp af en gastæt gennemføring. Hulrummet i det indre rør og mellemrummet mellem det udvendige og det midterste rør tjener til til- og bortledning af et kølemiddel, og induktionsvarmespolen inddrages i kølemiddelkredsløbet.

Til tastning og isolering anvendes der til strømtilledninger for induktionsvarmespoler i zonetrækkeanlæg et tetrafluorethylen-form-stykke, som ved skruetryk presses mod tætningsflader. Ved strengere krav, f.eks. ved fremstilling af énkrystaller med store stavtværmål, må presseskruerne stadig efterspændes, hvilket dog kun er muligt en begrænset tid, nemlig indtil tetrafluorethylen-formstykket deformeres. Udskiftning af tetrafluorethylen-formstykket med et af silikonekaut-sjuk, som støbes i isolerings- og tætningsstrækningen og hærder dér, er ingen tilfredsstillende løsning, fordi den længde, hvori der skal støbes, er for kort, hvorfor den mekaniske stabilitet ikke er tilstrækkelig. Desuden er den som støbemasse tjenende silikonekautsjuk meget blød, og ved vedvarende mekaniske påvirkninger får den meget snart ridser.

Opfindelsen tager sigte på at løse dette problem.

Med henblik herpå er en strømtilledning ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at det mellem de koaksialt i hinanden anbragte ledende rør værende dielektrikum består af et rør af kvartsglas eller keramik, og at forbindelsen til de metalliske dele af strømtilledningen er tilvejebragt ved hjælp af en støbemasse af silikonekautsjuk.

Når det dielektriske materiale i strømtilledningen består af et rør af fast isolerende materiale, og når der i spalten, som er lille (højst 1-2 mm), mellem de metalliske dele støbes silikonekautsjuk, kan der opnås en væsentlig bedre mekanisk stabilitet og bedre elektriske egenskaber. Ved anvendelse af et kvartsglasrør som hovedisola- c -4 tionslegeme udgør således tg o - 10 og dielektricitetskonstanten 6= 3,7. I sammenligning hermed ligger værdierne for silikonekautsjuk som støbemasse alene ved tg^= 10 ^ og 6= 3,1. Der bliver altså med isolationen ifølge opfindelsen opnået betydeligt mindre tab i energitilføringen. Der optræder heller ingen væsentlig feltforvræng- 3 145818 ning, fordi dielektricitetskonstanterne for de anvendte materialer er næsten lige store. Dermed er også faren for elektriske overslag i området for gennemføringen mindre.

Nærmere enkeltheder ved opfindelsen forklares under henvisning til tegningen, som skematisk viser en strømtilledning til en induk-tionsvarmespole.

I figuren betegnes med henvisningstallet 1 en i snit vist strømtilledning til en ikke vist induktionsvarmespole i koaksial-opbygning, som føres ud gennem en beholdervæg 2 og til en HF-gene-rator, som ikke er vist i figuren. Strømtilledningen består af et udvendigt rør 3, som har en rundtgående flange 4, der er befæstet på beholdervæggen 2 ved hjælp af skrueforbindelser 6 og 7. Desuden består strømtilledningen 1 af et indre kobberrør 8, som er adskilt fra det udvendige kobberrør 3 af en af et kvartsrør 9 bestående isolering. Spalterne mellem de metalliske dele 3 og 8 er kun små og udstøbes med silikonekautsjuk 10. Som yderleder bliver igennem flangen 4 på det udvendige kobberrør 3 ført et yderligere kobberrør 11, som er forbundet med kobberrøret 3 ved hjælp af loddemateriale. Inden for det som yderleder tjenende kobberrør 11 og inden for det indvendige kobberrør 8 befinder sig et kølemiddelkredsløb, hvis retning er vist ved hjælp af pile 12 og 13. I dette kølemiddelkredsløb er også inddraget den i figuren ikke viste induktibns-varmespole. Herved forhindres, at smeltespolen ved strømgennemgang og stråleopvarmning fra smeltezonen opvarmes for stærkt. Med henvisningstallet 14 betegnes en tætningsring.