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红葡萄

金虫 (正式写手)

[求助] 石墨坩埚结构设计问题

大家好。
求助大家一个问题:石墨坩埚一般都是平口的形状,就像普通水杯一样。现在我想设计成斜口的形状(具体哪种斜口方式最优?),不知道斜口时是否存在应力集中点,如果其余条件相同,不予考虑的话,其于平口相比,寿命问题如何呢?
先谢谢大家了。
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wmy_candymm

木虫 (著名写手)

我行我素

【答案】应助回帖

我觉得,还是首先要有个参考,比如以前做过的实验,用的坩埚是多厚的,加工工艺如何,等等,还和蒸发材料的性质有关,是升华还是蒸发,这对于受热均匀有一定的影响。你这么高的温度,蒸发源和基板的距离应该很大吧,这样材料利用率就会很小了,这点也要考虑。
提供一种给你,用于E-Beam Source的99.9995%碳含量的坩埚,温度可以达到2500℃,呈广口状,厚度基本要2.5mm左右,我说的都是此存小于6mm的开口。请参考
Amanisonlyassickashissecretes.
7楼2012-09-03 12:00:15
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红葡萄

金虫 (正式写手)

谢谢楼上找了这么多帖子。我一个个看。
科学的大道上,只有不畏攀登的人才能到达顶峰。
2楼2012-08-29 15:00:22
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wmy_candymm

木虫 (著名写手)

我行我素

【答案】应助回帖

liuqh: 应助指数+1, 谢谢热心应助 2012-08-31 10:16:19
石墨坩埚现在的生产加工工艺已经很成熟了,可以加工成你需要的任何形状,这方面你不用担心,并且石墨坩埚是压合成型的对于高纯石墨来说机械加工性能很好,不用担心此类问题,我们做线性蒸发源的,坩埚形状很复杂,制作都没有问题。真正需要考虑的问题是石墨坩埚有一定的渗透性,需要加表面涂层,如果你的蒸发材料是液态蒸发的,需要考虑该问题,但如果你的材料是固态升华的应该问题不大。涂层分为氮化硼,碳化硅,以及热解碳几种,国内可能做不了,一般都发往德国去做,这样的制作成本会很高。如果是常规的坩埚能够满足的不如直接从厂家买省钱,Kurt J Lesker或者Nor-Cal都有卖的。
坩埚的设计主要和蒸发材料以及蒸发均匀性等相关,请参考,谢谢!
Amanisonlyassickashissecretes.
3楼2012-08-30 12:42:30
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红葡萄

金虫 (正式写手)


liuqh: 金币+1, 鼓励讨论 2012-08-31 10:16:52
引用回帖:
3楼: Originally posted by wmy_candymm at 2012-08-30 12:42:30
石墨坩埚现在的生产加工工艺已经很成熟了,可以加工成你需要的任何形状,这方面你不用担心,并且石墨坩埚是压合成型的对于高纯石墨来说机械加工性能很好,不用担心此类问题,我们做线性蒸发源的,坩埚形状很复杂,制 ...

谢谢你给的很多建议。加工石墨件形状确实不是问题,我比较关心是加工后的形状使用寿命。当然一般而言,大家倾向于圆形,我也是这么考虑,但是我同时想想在圆形的顶部斜着去掉一部分(这是为了适应工艺需要),于是我比较担心是否在高温下(1900度)这种结构容易破裂。确实如你所言,我也意识到石墨的渗透性,故一般都是取高密度的石墨,如1.82。但是这又带来一个问题,因为密度这么高时,一般是用细颗粒的石墨等静压而成,一般情况下,细颗粒材料的抗热震行较差,所以温度变化较大时,坩埚容易开裂。为之奈何?
科学的大道上,只有不畏攀登的人才能到达顶峰。
4楼2012-08-31 09:23:26
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