本技術屬于第三代半導體材料制造，涉及一種保溫結構，具體為一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構。

背景技術：

1、第三代半導體，又稱寬禁帶半導體，是以碳化硅（sic）、氮化鎵（gan）為代表的半導體材料，具備高壓、高溫、高頻大功率等特性。目前已廣泛應用在無線基礎設施（基站）、衛星通信、軌道交通、新能源汽車、消費電子等領域。其中高溫純化裝備是制備第三代半導體sic材料的必備裝備。

2、高溫純化裝備的保溫系統在整個裝備中屬于核心系統，保溫系統內部溫度高達2400℃，通過保溫系統進行隔熱后，保溫系統的外部只有300℃。因此保溫系統的設計非常關鍵。在進行保溫系統設計過程中，選擇保溫隔熱性能好的石墨氈作為保溫材料，該石墨氈的導熱系數0.15-02w/m.k，可以很好的隔絕熱量，但是在保溫氈的接縫處存在熱量流失的問題，因此高溫純化裝備的保溫系統除了在保溫材料選擇外，還要在結構設計上予以優化。為了防止熱量損失，保溫系統需要進行密封隔熱設計，現有的密封隔熱的方式為臺階交叉密封，此種臺階交叉密封的長度有限，為了保證2400℃的氣流通過保溫氈的臺階交叉密封后，在保溫系統外部氣流溫度降到300℃，需要增加保溫氈的厚度，進而提高臺階交叉密封的長度，保證隔熱效果。

3、如圖1、圖2和圖3所示，現有的臺階交叉密封方式為第一層保溫氈與相鄰的第一層保溫氈通過臺階密封，第二層保溫氈與相鄰的第二層保溫氈通過臺階密封，第三層保溫氈與相鄰的第三層保溫氈通過臺階密封，以此類推通過四層保溫氈的層層阻隔保證在保溫系統外部氣流溫度降到300℃。當保溫系統內部的氣流通過第一層保溫氈到達a點后，根據縫隙方向可以選擇向左或向右（向左和向右的夾角都是90°），且向左或向右是隨機選擇，當氣流向左流動時，密封長度很長，氣流對外部的沖擊忽略；當氣流向右流動時，密封長度只有一層保溫氈的厚度，此時氣流通過第一層保溫氈達到b點后，根據縫隙方向可以選擇向上或向下（向上和向下的夾角都是90°），且向上或向下是隨機選擇，當氣流向下流動時，密封長度很長，氣流對外部的沖擊忽略；當氣流向上流動時，密封長度只有一層保溫氈的厚度，此時氣流通過第二層保溫氈達到達c點后，根據縫隙方向可以選擇向左或向右（向左和向右的夾角都是90°），且向左或向右是隨機選擇，當氣流向左流動時，密封長度很長，氣流對外部的沖擊忽略；當氣流向右流動時，密封長度只有一層保溫氈的厚度，此時氣流到達d點，根據縫隙方向可以選擇向上或向下（向上和向下的夾角都是90°），且向上或向下是隨機選擇，當氣流向下流動時，密封長度很長，氣流對外部的沖擊忽略；當氣流向上流動時，密封長度只有一層保溫氈的厚度。此時氣流通過第三層保溫氈到達e點，氣流重復上述運行直到氣流到達保溫層的外部到達g點，氣流完成整個從保溫氈內部流向保溫氈外部的全過程；從而會使該部分熱氣流散失到保溫氈外部，影響了隔熱的效果。

技術實現思路

1、本實用新型克服了現有技術的不足，提出一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，該結構不需要增加保溫氈的厚度，僅通過結構設計即可保證流到保溫氈外部的氣流溫度在300℃以內。

2、為了達到上述目的，本實用新型是通過如下技術方案實現的。

3、一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，包括多層保溫氈，多層保溫氈之間緊密貼合且首尾相接在高溫純化裝備內部圍成保溫內部腔體；所述多層保溫氈為多邊形結構，多邊形結構的邊數≥12；每層保溫氈由奇保溫氈和偶保溫氈依次交替拼合組成；所述奇保溫氈和偶保溫氈均為等腰梯形結構，且每層保溫氈中的奇保溫氈的上底長度大于偶保溫氈的上底長度，每層保溫氈中的奇保溫氈的下底長度大于偶保溫氈的下底長度；由內向外，層與層之間的奇保溫氈截面逐漸增大，且層與層之間的偶保溫氈截面逐漸增大；

4、在拼合時，每層中偶保溫氈的腰與奇保溫氈的下底邊緊密貼合；相鄰兩層之間位于外層的奇保溫氈的下底邊與位于內層的奇保溫氈的上底邊緊密貼合，相鄰兩層之間位于外層的偶保溫氈的下底邊與位于內層的偶保溫氈的上底邊緊密貼合。

5、優選的，多邊形結構的邊數為12。

6、優選的，多層保溫氈的層數為四層。

7、優選的，高溫純化裝備爐殼為水冷套結構。

8、本實用新型相對于現有技術所產生的有益效果為：

9、本實用新型采用至少12邊型引導式迷宮密封形式，該引導式迷宮密封形式通過氣體動力學引導氣流按照預先設計的路徑流動，按照這個路徑流動的氣流很難走出迷宮，此種方式可以有效的阻擋熱氣流外溢，引導式密封迷宮通過改變氣流從保溫氈內部到外部的角度，使大部分氣流從30°的密封面流動（此路徑非常長且有其它氣流在此路徑上對沖延緩氣流速度），只有小部分氣流從150°密封面流動，且氣流從第一層保溫氈到第四層保溫氈需要反復經過30°和150°的迷宮選擇，最終很少的氣流才有可能走出引導式迷宮達到保溫系統外部，起到梯次阻隔降溫的作用，保證保溫系統外部的溫度300℃。

10、本實用新型巧妙的運用的氣體動力學原理，讓無章可循的熱氣流沿著設計好的角度流轉。通過延長熱氣流路徑使保溫系統的厚度降低節省成本，當高溫純化裝備為圓形爐體時，12邊型引導式迷宮密封圍成的有效空間大于4邊型臺階交叉密封圍成有效空間，提高保溫系統內部有效空間，可以放置更多的物料，提高設備生產效率。

11、本實用新型中引導式迷宮保溫系統第一層的奇保溫氈需要與第二層奇保溫氈相鄰，這樣可以通過每層奇保溫氈的尺寸不同形成迷宮，讓熱氣流不容易逃逸到保溫系統外部。按照這個設計要求可以保證熱氣流在引導式迷宮密封里面運行的路徑最長。

技術特征：

1.一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，包括多層保溫氈，多層保溫氈之間緊密貼合且首尾相接在高溫純化裝備內部圍成保溫內部腔體；其特征在于，所述多層保溫氈為多邊形結構，多邊形結構的邊數≥12；每層保溫氈由奇保溫氈和偶保溫氈依次交替拼合組成；所述奇保溫氈和偶保溫氈均為等腰梯形結構，且每層保溫氈中的奇保溫氈的上底長度大于偶保溫氈的上底長度，每層保溫氈中的奇保溫氈的下底長度大于偶保溫氈的下底長度；由內向外，層與層之間的奇保溫氈截面逐漸增大，且層與層之間的偶保溫氈截面逐漸增大；

2.根據權利要求1所述的一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，其特征在于，多邊形結構的邊數為12。

3.根據權利要求1所述的一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，其特征在于，多層保溫氈的層數為四層。

4.根據權利要求1所述的一種用于第三代半導體sic材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，其特征在于，高溫純化裝備爐殼為水冷套結構。

技術總結
本技術公開了一種用于第三代半導體SiC材料純化裝備保溫系統的引導式迷宮密封保溫結構，屬于半導體材料制造技術領域；包括緊密貼合且首尾相接的多邊形結構的多層保溫氈，每層保溫氈由奇保溫氈和偶保溫氈依次交替拼合組成；奇保溫氈和偶保溫氈均為等腰梯形結構，在拼合時，每層中偶保溫氈的腰與奇保溫氈的下底邊緊密貼合；相鄰兩層之間位于外層的奇保溫氈的下底邊與位于內層的奇保溫氈的上底邊緊密貼合，相鄰兩層之間位于外層的偶保溫氈的下底邊與位于內層的偶保溫氈的上底邊緊密貼合；本技術不需要增加保溫氈的厚度，僅通過結構設計即可保證保溫系統內部2400℃的熱氣流流到保溫氈外部的熱氣流溫度在300℃以內。

技術研發人員：吳忠舉,侯煒強,白楊豐,王慧明,田冬龍,王起飛,侯宏瑾,曹桂琳,牛慧超
受保護的技術使用者：山西中電科電子裝備有限公司
技術研發日：20240701
技術公布日：2025/4/28