真空炉的作业环境(高温、低气压、洁净要求)对资料是 “终极考验”,而石墨制品的3大特性完美适配:
耐超高温+尺寸安稳,金属和陶瓷都 “认输”
真空炉的工艺温度常达1200-2000℃,金属发热体(如钼、钨)在 1600℃以上会软化变形,陶瓷载具(如氧化铝)在急冷急热时会炸裂,而高纯石墨(固定碳≥99.9%)在2800℃以下功能安稳,热膨胀系数仅是金属的 1/10)。某航空资料厂的测试显现,石墨发热体在1800℃真空环境下接连作业100小时,电阻改变率仅2%,而钨丝发热体达15%。
化学惰性强,不污染工件,洁净度达 “半导体级”
真空环境下,资料的蒸发物会直接污染工件(如硅片外表若有0.1μm 杂质,就可能导致芯片失效)。石墨在1600℃以下的蒸发率<0.01%,且不与金属、半导体资料反响(如不与硅、钛、镍产生化学反响)。而陶瓷中的氧化物(如 Al2O2)可能释放氧原子,金属则会蒸发产生金属粉尘,均无法满意半导体级洁净度要求。
导电导热可控,适配多样化工艺需求
石墨的电阻率可通过纯度调整,既能做发热体(低电阻),又能做绝缘载具(外表氮化处理后绝缘);导热系数是陶瓷的5-10倍(150-200W/m2K),能让工件受热均匀(温差≤5℃),这是真空烧结中保证产品一致性的要害。
