專利名稱：一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磁性設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使用該開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)可以形成圓形磁場(chǎng)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及隨著我國(guó)科技水平的快速發(fā)展，半導(dǎo)體硅材料應(yīng)用越來越廣泛，也越來越要求超大規(guī)模電路VLSI和特大規(guī)模集成電路ULSI以超高速集成電路(UHSIC)的需求，這就要求硅材料的性能參數(shù)要求越來越高。特別是，對(duì)多晶硅的需求越來越大，對(duì)多晶硅的精度(純度)要求越來越高。由于使用化學(xué)腐蝕法使得難以控制制備得到的材料的大小和形狀，更不易控制產(chǎn)品的質(zhì)量，這就使得人們將目光轉(zhuǎn)移到使用磁場(chǎng)的物理制備方法上來。特別是近年來，磁場(chǎng)強(qiáng)度超過IOT的超強(qiáng)磁場(chǎng)的應(yīng)用受到人們的廣泛重視；強(qiáng)磁場(chǎng)因其強(qiáng)大的磁化作用，可以使得非鐵磁性物質(zhì)也能顯示出內(nèi)稟磁性，如水、 塑料、木材等可在強(qiáng)磁場(chǎng)中懸浮；與普通磁場(chǎng)作用于宏觀的物體不同，強(qiáng)磁場(chǎng)能夠?qū)⒏邚?qiáng)度的磁能傳遞到物質(zhì)的原子尺度，改變?cè)拥呐帕?、匹配和遷移等行為，從而對(duì)材料的組織和性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響；在材料制備中，磁場(chǎng)能控制材料生長(zhǎng)過程中的形態(tài)、大小、分布和取向等，從而影響材料的組織結(jié)構(gòu)，最終獲得具有優(yōu)良性能的新材料。但是目前通過強(qiáng)磁場(chǎng)的磁化效應(yīng)來制備多晶硅材料的技術(shù)沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用，究其原因在于，由于使用電磁場(chǎng)帶來了巨大能源損耗，首先是不經(jīng)濟(jì)和不環(huán)保，再者是在目前規(guī)?；苽涠嗑Ч韫に囍?， 由于強(qiáng)大磁場(chǎng)的不可控性，也造成了多晶硅精度的不確定性。因此，目前急需一種能夠經(jīng)濟(jì)且環(huán)保，并且能夠控制磁場(chǎng)產(chǎn)生和作用范圍的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)和研究，提出了一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)能夠有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中的難題，不僅僅不耗電能，并且不需維護(hù)以及沒有電磁場(chǎng)應(yīng)用過程中的噪音污染。依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，是提供一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其包括磁扼端板1、 導(dǎo)磁板一 2、角輪3、折頁4、開合推桿5、導(dǎo)磁板二 6、磁體外罩7、磁體8和磁盒9 ；磁盒9與導(dǎo)磁板一 2和導(dǎo)磁板二 6固定在一起，兩端的磁扼端板1通過導(dǎo)磁板一 2和導(dǎo)磁板二 6焊接牢固，形成兩個(gè)半圓磁極，組成一對(duì)圓形磁場(chǎng)。使用折頁4連接兩個(gè)半圓磁極，并且能夠以折頁4為軸使兩個(gè)半圓磁極開合轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)磁極的開合是由開合推桿5驅(qū)動(dòng)；將內(nèi)部置有磁體8的磁盒9封裝在磁體外罩7內(nèi)；角輪3被均勻固定在磁體外罩7圓周外側(cè)，用于靈活移動(dòng)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)整體為開合式組成“C”結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，磁體8為單極結(jié)構(gòu)，磁極采用稀土釹鐵硼材料。更優(yōu)選地，磁體8采用的是釹鐵綳N38，磁感矯頑力(bHb)大于11200 Oe (奧斯特)。優(yōu)選地，磁盒9是把磁體集中起來的一個(gè)盒體，與磁軛端板1、導(dǎo)磁板一 2、導(dǎo)磁板二 6、折頁4通過焊接組成一體。優(yōu)選地，磁極外罩7是采用拉絲不銹鋼板材料焊接的。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，由于采用了開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了磁場(chǎng)梯度和磁力分布的均勻性，同時(shí)沒有能源損耗，并且開合式增加了使用的便易性；此外，結(jié)構(gòu)的緊湊型提高了磁勢(shì)利用率。


圖1為本發(fā)明的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)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(chǎng)結(jié)構(gòu)中磁盒的示意圖；圖5為對(duì)單晶爐應(yīng)用開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖1-5來詳細(xì)說明本發(fā)明的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，下面僅僅作為示例來說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知曉，只要符合本發(fā)明思想的方法及系統(tǒng)均落入本發(fā)明之中；另外地，不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明的保護(hù)范圍僅僅限制至開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)或部件的具體參數(shù)。如圖1所示，本發(fā)明的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其包括磁扼端板1、導(dǎo)磁板一 2、角輪3、折頁4、開合推桿5、導(dǎo)磁板二 6、磁體外罩7、磁體8和磁盒9 ；磁盒9與導(dǎo)磁板一 2和導(dǎo)磁板二 6固定在一起，兩端的磁扼端板1通過導(dǎo)磁板一 2和導(dǎo)磁板二 6焊接牢固，形成兩個(gè)半圓磁極，組成一對(duì)圓形磁場(chǎng)。使用折頁4連接兩個(gè)半圓磁極，并且能夠以折頁4為軸使兩個(gè)半圓磁極開合轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)磁極的開合是由開合推桿5驅(qū)動(dòng)；將內(nèi)部置有磁體8的磁盒9 封裝在磁體外罩7內(nèi)；角輪3被均勻固定在磁體外罩7圓周外側(cè)，用于靈活移動(dòng)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。具體地，開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)整體為開合式組成“C”結(jié)構(gòu)；磁盒9是把磁體集中起來的一個(gè)盒體，與磁軛端板1、導(dǎo)磁板一 2、導(dǎo)磁板二 6、折頁4通過焊接組成一體。磁極外罩7是采用拉絲不銹鋼板材料焊接的。參見圖5中所示，開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)整體為“開合式半”結(jié)構(gòu)，包含磁極的兩磁盒位于單晶爐爐體主室兩側(cè)，磁場(chǎng)為橫向磁場(chǎng)，磁力線平行穿過主室物料區(qū)在經(jīng)過軛板、 導(dǎo)磁板構(gòu)成閉合回路。磁體8為單極結(jié)構(gòu)，磁極采用稀土釹鐵硼材料。由磁體8產(chǎn)生磁場(chǎng)方向垂直于單晶爐中的坩堝壁，使坩堝壁表產(chǎn)生400-500 場(chǎng)強(qiáng)，而坩堝中心處場(chǎng)強(qiáng)為0的磁場(chǎng)。更詳細(xì)地，磁體8采用的是釹鐵綳N38，磁感矯頑力(bHb)大于11200 Oe (奧斯特)。在磁體8中各個(gè)小磁體排布為行與行之間及列與列之間相斥；并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(jìn)一步地，磁軛端板是磁盒端頭，起導(dǎo)磁作用，使磁盒里磁塊所產(chǎn)生磁力通過磁軛端板導(dǎo)通磁力線，使磁力線不外漏，增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度。優(yōu)選地，磁軛端板外形尺寸310X150X22， 這個(gè)外形尺寸是所通過的磁力線最小的尺寸。導(dǎo)磁板一與導(dǎo)磁板二為左右對(duì)稱的，主要作用是導(dǎo)磁，使磁場(chǎng)不外漏，其外形尺寸為=1492X400X40，導(dǎo)磁板一與導(dǎo)磁板二的組合既能滿足導(dǎo)磁；又能克服因板件太厚而造成加工生產(chǎn)困難的難題。如圖1所示，當(dāng)打開開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，通過角輪3能夠靈活移動(dòng)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使單晶爐徹離磁場(chǎng)環(huán)境 (參見圖5)。圖1及圖2中所示的折頁4用于在開合推桿5的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)兩個(gè)“C”型壁開合的。如圖3所示，開合推桿5為電機(jī)51通過液壓泵52帶動(dòng)液壓桿53，即實(shí)現(xiàn)液壓桿53伸縮，通過液壓桿53的伸縮來推動(dòng)折頁4實(shí)現(xiàn)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)兩個(gè)“C”型壁開合的。此外，磁盒9里裝放入磁體8固定，外面用磁極外罩7罩上。本發(fā)明沒有使用電磁鐵，而是通過結(jié)構(gòu)的整體改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定， 生成成本低。通過角輪的使用，增加設(shè)備的移動(dòng)性。將本發(fā)明應(yīng)用于多晶硅的制備中，保證了多晶硅在結(jié)晶為單晶時(shí)的工藝參數(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的難題。此外，也克服了本發(fā)明人早期發(fā)明的固定式單晶磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)不均勻分布并且不容易調(diào)整的問題。更進(jìn)一步，本發(fā)明能適應(yīng)單晶爐幾種型的，而固定式單晶磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)只能在一種型號(hào)的單晶爐上，所以開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)適應(yīng)好；還有本發(fā)明開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)采用磁場(chǎng)為橫向磁場(chǎng)，磁力線平行穿過主室物料區(qū)在經(jīng)過軛板、導(dǎo)磁板構(gòu)成閉合回路。使單晶爐中的坩堝壁表產(chǎn)生400-500 場(chǎng)強(qiáng)，而坩堝中心處場(chǎng)強(qiáng)為0的磁場(chǎng)。這與現(xiàn)有固定式單晶磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)是不同的。如上述，已經(jīng)清楚詳細(xì)地描述了本發(fā)明提出的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)中做出多種修改。因此，所有參考本發(fā)明技術(shù)方案所做出的各種各樣的修改，均應(yīng)當(dāng)歸入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其包括磁扼端板(1)、導(dǎo)磁板一 O)、角輪(3)、折頁 (4)、開合推桿(5)、導(dǎo)磁板二 (6)、磁體外罩(7)、磁體(8)和磁盒(9)；磁盒(9)與導(dǎo)磁板一 ⑵和導(dǎo)磁板二(6)固定在一起，兩端的磁扼端板⑴通過導(dǎo)磁板一(2)和導(dǎo)磁板二(6)焊接牢固，形成兩個(gè)半圓“C”臂磁極，組成一對(duì)圓形磁場(chǎng)；使用折頁(4)連接兩個(gè)半圓磁極，并且能夠以折頁(4)為軸使兩個(gè)半圓磁極開合轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)磁極的開合是由開合推桿(5)驅(qū)動(dòng)； 將內(nèi)部置有磁體⑶的磁盒(9)封裝在磁體外罩(7)內(nèi)；角輪(3)被均勻固定在磁體外罩 (7)圓周外側(cè)，用于靈活移動(dòng)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)整體組成為開合式“C”結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中磁體(8)為單極結(jié)構(gòu)，磁極采用稀土釹鐵硼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中磁體(8)采用的是釹鐵綳N38， 磁感矯頑力(bHb)大于11200 Oe (奧斯特)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中磁盒(9)是把磁體集中起來的一個(gè)盒體，與磁軛端板(1)、導(dǎo)磁板一 O)、導(dǎo)磁板二(6、折頁(4)通過焊接組成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中磁極外罩(7)是采用拉絲不銹鋼板材料焊接的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其中開合推桿(5)包括電機(jī)、液壓泵和液壓桿，電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵帶動(dòng)液壓桿伸縮，通過液壓桿的伸縮來推動(dòng)折頁(4)實(shí)現(xiàn)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)兩個(gè)“C”臂結(jié)構(gòu)開合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其包括磁扼端板(1)、導(dǎo)磁板一(2)、角輪(3)、折頁(4)、開合推桿(5)、導(dǎo)磁板二(6)、磁體外罩(7)、磁體(8)和磁盒(9)；磁盒與導(dǎo)磁板一和導(dǎo)磁板二固定在一起，兩端的磁扼端板通過導(dǎo)磁板一和導(dǎo)磁板二焊接牢固，形成兩個(gè)半圓“C”臂磁極，組成一對(duì)圓形磁場(chǎng)；使用折頁(4)連接兩個(gè)半圓磁極，并且能夠由開合推桿驅(qū)動(dòng)以折頁為軸使兩個(gè)半圓磁極開合轉(zhuǎn)動(dòng)；將內(nèi)部置有磁體的磁盒封裝在磁體外罩內(nèi)；角輪用于靈活移動(dòng)開合式單晶永磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用本發(fā)明可以保證多晶硅在結(jié)晶為單晶時(shí)的工藝參數(shù)，與電磁磁場(chǎng)相比，不耗電能，工作過程中不耗能，免維護(hù)，工作過程中無故障。
文檔編號(hào)H01F1/057GK102360696SQ20111015436
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者張承臣, 李恒盛, 李朝朋, 李波 申請(qǐng)人:沈陽隆基電磁科技股份有限公司