高真空金属单晶体生长炉设计与研究

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1、分u类D号c1^5_密细,公开单位代码：SHENYANGUNIVERSITYSi±5FluiPx高真空金属单晶体生长炉设计与研究作者：孙山鹏专业(领域）：机械工程独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得沈阳大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：知、山^曰期：关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳大学有关

2、保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：為、AM导师签名：六丨义日期：-r.4沈阳大学硕士学位论文高真空金属单晶体生长炉设计与研究论文题目：作者：_________________________孙山鹏指导教师：吴洁副教授单位：沈阳大学协助指导教师：慈念鳌高级工程师单位：沈阳腾鳌真空单位：论文答辩日期：2015年06月25日学位授予单位：沈阳大学AMaster’sThesisinMecha

3、nicalEngineeringDesignandResearchofHighVacuumMetalSingleCrystalGrowthFurnaceCandidate:SunShanpengSupervisor：AssociateProfessorWuJieSchoolofMechanicalEngineeringShenyangUniversityJule25,2015摘要近年来，随着信息科技的发展，电线电缆的传输导线也不断的发展，其用量不断的增多，而且对其性能要求也越来越高。单晶体铜由于具有较强消除横向晶界的能力，并且拥有良好的保真性能

4、和塑性，所以是作为超细高保真材料的首选材料。高真空固态相变法金属单晶体生长炉的主要作用是：将铜试件从高温的固态相缓慢而均匀的相变到低温固态相，从而获得低温固态相的金属单晶铜。因此，金属单晶体生长炉内的温度梯度和铜试件的移动速度是设计单晶体生长炉的技术关键点。首先，本文对高真空金属单晶体生长炉进行了整体的结构设计。该设计包括生长炉膛结构设计、试件移动机构设计和真空室设计三大部分。在单晶体生长炉的炉膛结构设计中，提出了炉膛的保温层采用4层钼和4层不锈钢的结构。在试件移动机构的设计中，采用螺旋传动来实现试件垂直方向上的往复直线移动。根据真空容器的稳态

5、条件计算了真空室的厚度，并确定真空室的材料、冷却方式和结构形式。其次，应用有限元软件中的热分析模块，对生长炉的炉膛进行热分析。建立生长炉的三维模型，利用有限元分析软件ANSYSworkbench，根据真空加热系统的工作情况，对生长炉的炉腔进行有限元热分析，得出了在稳定条件下生长炉炉腔的稳态温度分布云图，并对不同材料的生长炉膛进行对比分析。最后结合温度场的分析结果，对生长炉膛的结构进行改进。最后，对生长炉的温度控制系统进行PLC设计。通过PLC软件对上生长炉和下生长炉的加热步骤进行编程，依据生长炉的加热条件和加热方式，选取合理的加热丝材料作为加热

6、元件。关键词：金属单晶体，晶体生长炉，有限元热分析，温度控制系统IDesignandResearchofHighVacuumMetalSingleCrystalGrowthFurnaceAbstractRecently,withtherapiddevelopmentofelectronicandtechnology,andtheincreasingamountofultra-finehigh-fidelitytransmissionwire,requirementsofitsperformancealsoincreasing.Thesingle

7、crystalcoppermaterialeliminatethelateralboundary,andhavetheperformanceofgoodfidelityandplasticity.Sothesinglecrystalcoppermaterialarethefirstchoiceforsuperslimfidelity.Themainroleofhighvacuumsolidphasemethodofmetalsinglecrystalgrowthfurnaceiskeepingthesamplesfromthesolidphas

8、eofhightemperatureintothesolidphaseoflowtemperatureslowlyandevenly.Thenweca