उच्च तापमान वाले वैक्यूम भट्टियों में कार्ट्रिज हीटर का अनुप्रयोग और प्रमुख तकनीकी बिंदु

अर्धचालक उत्पादन, धातु ताप उपचार, नवीन सामग्री संश्लेषण और अन्य उच्च परिशुद्धता उद्योगों में, उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियां काफी आम हैं। कार्ट्रिज हीटर इन भट्टियों का मुख्य हीटिंग हिस्सा है। उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों (800 डिग्री से ऊपर और 10 ^ - 3 Pa) में उपयोग किए जाने वाले कार्ट्रिज हीटर को बहुत सख्त प्रदर्शन मानकों को पूरा करना होगा। उन्हें न केवल उच्च तापमान का सामना करने और अच्छा इन्सुलेशन प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए, बल्कि उन्हें उत्पादों की उच्च-परिशुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए समान हीटिंग भी सुनिश्चित करना चाहिए। इन मामलों में, कार्ट्रिज हीटर सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा बन गए हैं क्योंकि उनके पास विशिष्ट संरचनात्मक लाभ हैं और उन्हें बेहतर काम करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

कार्ट्रिज हीटर उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में उसी तरह काम करते हैं जैसे वे अन्य वैक्यूम हीटिंग स्थितियों में करते हैं, लेकिन उपयोग की जाने वाली सामग्री और संरचनाएं उच्च गुणवत्ता की होनी चाहिए। उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में उपयोग किए जाने वाले कार्ट्रिज हीटर की शीथ सामग्री आमतौर पर इनकोनेल 600 या इनकोनेल 601 होती है, जो मजबूत रह सकती है और 1200 डिग्री तक के तापमान पर संक्षारण का प्रतिरोध कर सकती है। अधिकांश प्रतिरोध तार निकेल क्रोमियम मिश्र धातु से बने होते हैं जो लंबे समय तक उच्च तापमान को बिना टूटे या ऑक्सीकरण के संभाल सकता है। एमजीओ इन्सुलेशन भराव बहुत शुद्ध और बहुत घना होना चाहिए। उच्च -शुद्धता एमजीओ यह सुनिश्चित करेगा कि इन्सुलेशन उच्च तापमान पर अच्छी तरह से काम करता है, और उच्च घनत्व भराव को जमने से रोकेगा और प्रतिरोध तार को एक ही स्थान पर बहुत गर्म होने से रोकेगा।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि हीटिंग समान हो, उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में कार्ट्रिज हीटर की व्यवस्था भी बहुत महत्वपूर्ण है। अनुभव के आधार पर, कार्ट्रिज हीटर आमतौर पर भट्ठी की दीवार, नीचे और ऊपर इस तरह से लगाए जाते हैं कि वे फैल जाएं। कार्ट्रिज हीटर की संख्या और ताकत भट्ठी कक्ष के आकार और कितनी गर्मी की आवश्यकता है पर निर्भर करती है। एक बहु-ज़ोन तापमान नियंत्रण प्रणाली का उपयोग आमतौर पर बड़े पैमाने पर उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों के लिए किया जाता है। प्रत्येक क्षेत्र में अपने स्वयं के कार्ट्रिज हीटर और तापमान सेंसर होते हैं, जो भट्ठी कक्ष के किनारे पर गर्मी के नुकसान की भरपाई कर सकते हैं और तापमान को ±1 डिग्री के भीतर एक समान रख सकते हैं। सेमीकंडक्टर वेफर्स को गर्मी से उपचारित करने और नई सामग्री बनाने के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि तापमान में थोड़ा सा बदलाव भी उत्पाद की गुणवत्ता को बदल सकता है।

उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में कार्ट्रिज हीटर की एक अन्य महत्वपूर्ण तकनीकी विशेषता यह है कि लीड का बाहरी भाग कितनी अच्छी तरह सील किया जाता है। कार्ट्रिज हीटर के सीसे वाले हिस्से को वैक्यूम फर्नेस की दीवार से गुजरना पड़ता है। इसकी सीलिंग क्षमता का भट्ठी कक्ष में वैक्यूम स्तर और हीटिंग सिस्टम की सुरक्षा पर सीधा प्रभाव पड़ता है। वास्तविक जीवन में, कार्ट्रिज हीटर के सीसे वाले हिस्से को आमतौर पर सिरेमिक इंसुलेटर और धातु सीलिंग रिंगों से सील किया जाता है जो उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं। यह भट्ठी कक्ष को गर्मी खोने से बचाता है और इन्सुलेशन को उच्च तापमान से होने वाले नुकसान से बचाता है। इसके अलावा, कार्ट्रिज हीटर का लीड तार उच्च तापमान (जैसे फाइबरग्लास या सिरेमिक फाइबर इंसुलेटेड तार) को संभालने में सक्षम होना चाहिए ताकि यह पुराना न हो या शॉर्ट सर्किट न हो।

उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में कार्ट्रिज हीटर की शक्ति घनत्व पर कड़ी नजर रखना महत्वपूर्ण है। क्योंकि कार्ट्रिज हीटर इतने उच्च तापमान पर काम करता है, यदि बिजली घनत्व बहुत अधिक है, तो सतह का तापमान भट्ठी कक्ष के तापमान से बहुत अधिक होगा। इसके कारण आवरण ऑक्सीकृत हो सकता है, ख़राब हो सकता है, या यहाँ तक कि जल भी सकता है। अधिकांश समय, उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में उपयोग किए जाने वाले कार्ट्रिज हीटर का पावर घनत्व 3 और 5 W/cm² के बीच रखा जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि हीटर एक स्थान पर बहुत अधिक गर्म हुए बिना जल्दी गर्म हो जाएं। इसके अलावा, कार्ट्रिज हीटर का उपयोग करने से पहले उसे गर्म करना आवश्यक है। प्रीहीटिंग से प्रतिरोध तार और शीथ को अचानक उच्च तापमान के कारण होने वाले थर्मल झटके से बचाने में मदद मिल सकती है और हीटर लंबे समय तक चल सकता है।

वास्तविक जीवन में, उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में कार्ट्रिज हीटर को भी एक पूर्ण सुरक्षा प्रणाली के साथ उपयोग करने की आवश्यकता होती है जिसमें ओवरहीटिंग, शॉर्ट सर्किट और वैक्यूम लीक के खिलाफ सुरक्षा शामिल होती है। यदि कार्ट्रिज हीटर का कार्य तापमान निर्धारित मूल्य से अधिक हो जाता है या शॉर्ट सर्किट होता है, तो सुरक्षा प्रणाली उपकरण की सुरक्षा और लोगों को सुरक्षित रखने के लिए बिजली की आपूर्ति को तुरंत बंद कर सकती है। कार्ट्रिज हीटर की भी नियमित जांच और रखरखाव की आवश्यकता होती है। हर 2-3 महीने में म्यान की स्थिति, इन्सुलेशन प्रदर्शन और सीलिंग प्रदर्शन की जांच करने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि हीटर ठीक से काम करता है।

संक्षेप में, कार्ट्रिज हीटर उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे भट्टी के ताप प्रभाव और उसके द्वारा बनाए जाने वाले उत्पादों की गुणवत्ता को सीधे प्रभावित करते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कार्ट्रिज हीटर उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियों में अच्छी तरह से काम करते हैं, आपको ऐसी सामग्री चुननी होगी जो उच्च तापमान को संभाल सके, लेआउट की सावधानीपूर्वक योजना बनाएं, बिजली घनत्व को नियंत्रण में रखें और विश्वसनीय सीलिंग तकनीक का उपयोग करें। विभिन्न प्रकार की उच्च तापमान वाली वैक्यूम भट्टियां, जैसे सेमीकंडक्टर वैक्यूम भट्टियां और धातु ताप उपचार वैक्यूम भट्टियां, को अलग-अलग कार्ट्रिज हीटर की आवश्यकता होती है। व्यावसायिक अनुकूलन और तकनीकी सहायता आपको सर्वोत्तम हीटिंग प्रभाव प्राप्त करने और उपकरण को लंबे समय तक चलने में मदद कर सकती है।