一种制备高纯金属铸锭的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及真空冶金技术领域，尤其涉及一种用于制备功能薄膜用高纯金属铸锭的装置。结构包括坩埚，在所述坩埚外设有水冷套，在坩埚的上部设有感应加热装置；电子枪，所述电子枪设置在坩埚的上方，电子枪的发射口朝向坩埚内，在电子枪的一侧设有装有导辊的合金基料进料装置。通过设置电子枪来发射电子束对金属进行加热熔化，可以避免熔料过程中对金属的污染，同时可以用于活泼金属及难熔金属的制备。在水冷坩埚外设有的电磁感应加热装置对熔体进行加热、保温，既可以避免引入介质污染，又能通过涡流搅拌充分除杂、除气，有效控制铸锭杂质及气体含量，还避免了熔体受热不均及对坩埚及金属带来的冲击和挥发，节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及真空冶金
，尤其涉及一种用于制备功能薄膜用高纯金属铸锭的装置。结构包括坩埚，在所述坩埚外设有水冷套，在坩埚的上部设有感应加热装置；电子枪，所述电子枪设置在坩埚的上方，电子枪的发射口朝向坩埚内，在电子枪的一侧设有装有导辊的合金基料进料装置。通过设置电子枪来发射电子束对金属进行加热熔化，可以避免熔料过程中对金属的污染，同时可以用于活泼金属及难熔金属的制备。在水冷坩埚外设有的电磁感应加热装置对熔体进行加热、保温，既可以避免引入介质污染，又能通过涡流搅拌充分除杂、除气，有效控制铸锭杂质及气体含量，还避免了熔体受热不均及对坩埚及金属带来的冲击和挥发，节约了成本。【专利说明】 一种制备高纯金属铸锭的装置
本技术涉及真空冶金
，尤其涉及一种用于制备功能薄膜用高纯金属铸锭的装置。
技术介绍
高纯金属一般指纯度MN的金属，主要用于电子化工材料和特殊合金材料，随着大规模集成电路的发展，计算机等电子、电器制品市场的迅速扩展，高纯金属的市场需要量不断增长，多种金属已作为高新技术的战略物资，并要求将其通过湿法、电化学方法及真空熔炼法结合提纯至非常高的纯度，高纯、超高纯金属的制备、特性及应用在现代材料科学和工程领域中属于新型的不断增长的领域。 在高纯金属铸锭制备技术中，电子束炉是较为常用的设备。采用真空电子束制备高纯金属铸锭，由于其采用的是电子束扫描熔料，故比较适合高熔点及难熔金属的熔炼，其成型采用水冷结晶器，因此不存在介质引入污染，但是由于熔炼过程中，物料的熔化及熔池的形成是依靠电子束加热获得，给坩埚及金属带来了较大的冲击和挥发，同时熔体在结晶器中形成的高度很小，且温度不均匀，造成其中的的杂质及气体含量由于精炼时间短而得不到充分的去除，所制备铸锭在纯度、尤其是包括内部缺陷、表面质量在内的物理性能上无法满足集成电路高端薄膜制备的性能要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种在有效控制高纯金属铸锭杂质元素及气体含量同时，能够提高铸锭包括内部缺陷、表面质量在内的物理性能及成材率的新型高纯金属真空熔炼装置。 为实现上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的: 一种制备高纯金属铸锭的装置，其特征在于其结构包括:坩埚，在所述坩埚外设有水冷套，在坩埚的上部设有感应加热装置；电子枪，所述电子枪设置在坩埚的上方，电子枪的发射口朝向坩埚内，在电子枪的一侧设有装有导辊的合金基料进料装置。 根据上述的装置，其特征在于所述坩埚的材质为无氧铜或铜合金。 根据上述的装置，其特征在于所述坩埚的上部为分瓣结构。 本技术的有益技术效果:本技术提供一种制备高纯金属铸锭的装置，通过设置电子枪来发射电子束对金属进行加热熔化，可以避免熔料过程中对金属的污染，同时可以用于活泼金属及难熔金属的制备；在水冷坩埚外设有的电磁感应加热装置对熔体进行加热、保温，既可以避免引入介质污染，又能通过涡流搅拌充分除杂、除气，有效控制铸锭杂质及气体含量，还避免了熔体受热不均及对坩埚及金属带来的冲击和挥发，节约了成本；采用本装置与传统电子束炉相比，铸锭纯度及气体含量控制较好，操作简单，大大提高了铸锭物理性能及生产效率。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术的一种制备高纯金属铸锭的装置结构包括坩埚1，在坩埚外设有水冷套2，在坩埚的上部设有感应加热装置3，该坩埚为熔炼、结晶一体的结构，上部用于对物料感应加热，下部用于铸锭的成型，所使用的坩埚的上部为分瓣的结构，可以实现熔融金属与坩埚壁软接触或非接触状态，同时便于清洗及损坏时的部件的更换，该坩埚的材质为真空熔炼的无氧铜和或强度较大的铜合金，便于加大金属在熔炼过程中的散热；电子枪4设置在i甘祸的上方，电子枪的发射口朝向i甘祸内，电子枪发射出电子束，在电子枪的一侧设有带导辊6的合金基料进料装置5，合金基料装置用于传送板状及棒状金属原料7。 使用时，首先在真空条件下，用合金基料进料装置5将板状或棒状金属原料7输送至电子枪4下方，用电子枪4发射出的电子束8将金属物料熔化，熔化后的金属液体滴入坩埚I中，然后用电磁感应加热装置3对其进行感应加热及熔炼，经充分除杂、除气的熔体进入坩埚的下部I中成型得到高纯金属铸锭9。 上述实施方式可在不脱离本技术的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含的及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本技术申请专利的保护范围。【权利要求】1.一种制备高纯金属铸锭的装置，其特征在于其结构包括:坩埚，在所述坩埚外设有水冷套，在坩埚的上部设有感应加热装置；电子枪，所述电子枪设置在坩埚的上方，电子枪的发射口朝向坩埚内，在电子枪的一侧设有装有导辊的合金基料进料装置。2.根据权利要求1所述的一种制备高纯金属铸锭的装置，其特征在于所述坩埚的材质为无氧铜或铜合金。3.根据权利要求1所述的一种制备高纯金属铸锭的装置，其特征在于所述坩埚的上部为分瓣结构。【文档编号】C22B9/04GK204251675SQ201420757267【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月7日 优先权日:2014年12月7日 【专利技术者】艾琳, 白延利, 张亚东, 吕锦雷, 王敏, 王红忠, 许敬月, 郭廷宏, 胡腊梅, 冯晓锐, 柴明强, 孙鹏 申请人:金川集团股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高纯金属铸锭的装置，其特征在于其结构包括：坩埚，在所述坩埚外设有水冷套，在坩埚的上部设有感应加热装置；电子枪，所述电子枪设置在坩埚的上方，电子枪的发射口朝向坩埚内，在电子枪的一侧设有装有导辊的合金基料进料装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾琳，白延利，张亚东，吕锦雷，王敏，王红忠，许敬月，郭廷宏，胡腊梅，冯晓锐，柴明强，孙鹏，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62