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雙色測溫儀在單晶多晶爐測溫專業(yè)應(yīng)用帶控溫
來源: | 作者:CE-TEMP | 發(fā)布時間: 2020-12-15 | 2611 次瀏覽 | 分享到:
多晶硅生產(chǎn)開始時，半導(dǎo)體硅芯在還原爐中被高電壓瞬間擊穿，通過硅芯的電流使硅芯達(dá)到工藝要求的1080℃，而且此工藝溫度在硅芯由φ7mm～φ180mm生長的過程中必須一直保持恒定。硅棒在達(dá)到1420℃時將熔化，所以精確測量多晶硅的溫度至關(guān)重要。
一、多晶硅生產(chǎn)

多晶硅生產(chǎn)開始時，半導(dǎo)體硅芯在還原爐中被高電壓瞬間擊穿，通過硅芯的電流使硅芯達(dá)到工藝要求的1080℃，而且此工藝溫度在硅芯由φ7mm～φ180mm生長的過程中必須一直保持恒定。但隨著硅棒的直徑不斷增加，其相應(yīng)阻抗會不斷減小，電流對硅棒的加熱能力因而降低。要維持1080℃的恒定硅棒溫度，只能相應(yīng)不斷增大工作電流（電流將由開始時的30A增大到結(jié)束時的2800A）。如此大動態(tài)范圍電流的變化，對生產(chǎn)設(shè)備及操作人員都提出了相當(dāng)高的要求。另外，硅棒在達(dá)到1420℃時將熔化，所以精確測量多晶硅的溫度至關(guān)重要。

 應(yīng)用難點：
  • 開始生產(chǎn)時的硅芯直徑只有φ7mm，目標(biāo)太小。
  • 單色紅外測溫儀測量硅棒的溫度時，必須將設(shè)備安裝于還原爐外部，透過密封窗口瞄準(zhǔn)爐內(nèi)目標(biāo)。視窗污染對透過率產(chǎn)生的影響而導(dǎo)致實際測量誤差。
  • 雙層窗口玻璃對紅外信號衰減較大。
選擇雙色測溫儀優(yōu)勢:
  • 采用雙比色測溫原理直接測量目標(biāo)的真實溫度，而基本不受材料輻射率的影響，無需進(jìn)行發(fā)射率的補(bǔ)償。
  • 目視瞄準(zhǔn)，可直接看到目標(biāo)。
  • 對窗口輕微污染不敏感。
  • 擺脫了對紅外絕對能量的依賴，對信號衰減不敏感。

二、真空燒結(jié)爐

 真空燒結(jié)爐是在真空環(huán)境中對被加熱物品進(jìn)行保護(hù)性燒結(jié)的爐子，其加熱方式比較多，如電阻加熱、感應(yīng)加熱、微波加熱等。真空燒結(jié)是在真空或保護(hù)氣氛條件下，加熱硬質(zhì)合金刀頭及各種金屬粉末壓制體實現(xiàn)燒結(jié)，生產(chǎn)中物質(zhì)揮發(fā)，水汽等對光路和窗口都會造成污染。

選擇雙色測溫儀優(yōu)勢：
  • 測溫不受光路污染影響。
  •  對窗口污染不敏感。

三、鹽浴爐

鹽浴爐是用熔融鹽液作為加熱介質(zhì)，將工件浸入鹽液內(nèi)加熱的工業(yè)爐(能過金屬電極在鹽液中加熱)。根據(jù)爐子的工作溫度，通常選用氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇、氰化鈉、氰化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀等鹽類作為加熱介質(zhì)。鹽浴爐的加熱速度快，溫度均勻。工件始終處于鹽液內(nèi)加熱，工件出爐時表面又附有一層鹽膜，所以能防止工件表面氧化和脫碳。加熱時有一定的煙霧,對人體有害,應(yīng)加排煙設(shè)備。對儀器透鏡有污染。

選擇雙色測溫儀優(yōu)勢：
  • 測溫不受煙霧污染的影響。
  • 測溫儀透鏡輕微污染不影響測溫。

四、鋼坯鋼帶熱軋

    在熱軋過程中，鋼坯在加熱爐內(nèi)被加熱，以便軟化后軋制。如果金屬溫度太低，在其后的軋制過程中將因太硬而產(chǎn)生表面裂縫，同時也會使軋制設(shè)備受到損壞。而如果金屬溫度太高，在軋制過程中將出現(xiàn)表面破裂、熔化或瑕疵。如果金屬受熱不均勻，鋼材將出現(xiàn)不規(guī)則變形，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低劣，甚至廢品。對單色紅外測溫儀鋼坯測溫時，有氧化皮、水汽等影響，其中氧化皮發(fā)射率高，鋼坯發(fā)射率低。

選擇雙色測溫儀優(yōu)勢：
  • 沒有因為氧化皮而帶來的發(fā)射率影響。
  • 雙色紅外測溫儀透鏡輕微污染，不影響測溫。
當(dāng)帶鋼被軋制成最終形狀后，用噴水淬火的方式來使產(chǎn)品達(dá)到需要的晶體結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性。如果金屬冷卻速度快，金屬的晶體結(jié)構(gòu)更細(xì)、硬度較高。如果冷卻速度慢，金屬會相對柔軟且易彎曲。對某些鋼種，如雙相鋼，需要將薄板冷卻至一個較低的溫度，有時需要快速冷卻，保證硬度。在這種情況下，冷卻過程中的測溫非常重要，因為它是產(chǎn)品是否能夠達(dá)到合格特性的重要條件。自然地，在淬火過程中測量帶鋼溫度，水和濃的蒸汽是一個相當(dāng)嚴(yán)重的干擾。在此情況下，所選擇的傳感器必須能夠穿過蒸汽和水來測量，但是能夠穿過水層測量的傳感器是不存在的。因此需要在積水并不持續(xù)存在的情況下進(jìn)行測量。

選擇雙色測溫儀優(yōu)勢：
  • 無氧化皮帶來的發(fā)射率影響。
  • 雙色測溫技術(shù)消除了大部分水汽的影響。
  • 測溫儀透鏡輕微污染不影響測溫。

實際上大量的應(yīng)用證明，大多數(shù)單色紅外測溫儀測量效果不盡滿意的地方，都可以使用雙色紅外測溫儀達(dá)到較好的效果。