Плавка в холодном тигле

ВНИИТВЧ проводит разработки и изготовление технологических установок для получения материалов методом индукционной плавки в холодном тигле (ИПХТ).

Метод ИПХТ позволяет получать чистые материалы с температурой плавления 3000°С и более - высокотемпературные окислы, тугоплавкие металлы.

Преимущества метода:
  • в процессе плавки тепло выделяется непосредственно в материале за счет тока, наведенного в нём высокочастотным полем индуктора, 
  • расплав полем индуктора отжимается от стенок тигля и 
  • между стенками тигля и расплавом образуется слой непроплавивишегося материала, называемого гарнисажем, что обеспечивает защиту расплава от загрязнения материалом тигля. 

ИПХТ может проводиться на воздухе, в вакууме или контролируемой атмосфере.

ИПХТ используют для варки тугоплавкого стекла (ситаллов), утилизации радиоактивных отходов, плавки тугоплавких металлов, получения высококачественных оптических и ювелирных монокристаллов, например, фианитов с оптическими свойствами, не уступающими алмазам.

ИПХТ позволяет получать крупные кристаллические блоки.

Установки ИПХТ могут быть периодического или непрерывного действия.

В установках периодического действия многовитковый индуктор установлен неподвижно, а тигель - с возможностью перемещаться относительно него. Доза исходного материала засыпается в тигель, расплавляется, тигель постепенно перемещается вниз для осуществления направленной кристаллизации. В этом случае производительность определяется объемом тигля.


Индукционная плавка в холодном тигле с выдвижным водоохлаждаемым дном

1 - индуктор; 2 - холодный тигель; 3 - выдвижное дно; 4 - графитовая плита; 5 - расплав;
6 - гарнисаж; 7 - подача исходного материала из бункера; 8 - закристаллизовавшийся материал.

В установках непрерывного действия индуктор и тигель установлены неподвижно. Тигель имеет подвижное дно. В тигель непрерывно дозировано добавляется исходный материал и постоянно поддерживается определенное количество расплава, а направленная кристаллизация осуществляется перемещением дна тигля вниз. В этом случае производительность ограничивается конструктивными возможностями установки.

Во ВНИИТВЧ разработана серия установок "Кристалл 400" для получения материалов методом ИПХТ, которые успешно эксплуатируются в промышленности.

Для получения плавленых оксидных материалов методом непрерывного плавления на воздухе предназначены "Кристалл 402", "Кристалл 406".

Для производства особочистых кристаллов тугоплавких оксидных материалов служат установки "Кристалл 403", "Кристалл 405""Кристалл 413".

В настоящее время в мире метод ИПХТ широко используется для получения мультикремниевых блоков больших размеров для солнечной энергетики ("солнечного" кремния) низкой себестоимости.

Специалисты ВНИИТВЧ на основе своих глубоких знаний и многолетнего богатого опыта исследований, разработок технологий и изготовления установок для производства кремния и других полупроводников готовы участвовать в любых комплексных проектах по созданию технологий и оборудования для промышленного производства кремния начиная от природного сырья до высококачественных монокристаллов.