Crogiolo saldato al molibdeno

Questo è il campo di applicazione più vasto. Il metodo Czochralski per la crescita dei cristalli di zaffiro dipende completamente dalle proprietà del crogiolo. Il crogiolo trattiene la fusione di Al ₂ O ㎡, conduce il calore al cristallo seme e mantiene il gradiente termico che guida la crescita dei cristalli. Un tirante in vetro zaffiro da 200 mm solitamente funziona ininterrottamente per 120-150 ore. Puoi iniziare da zero solo se il crogiolo perde o le pareti si deformano durante questo periodo.

La costruzione saldata consente ai produttori di produrre diametri maggiori che non sono possibili con la metallurgia delle polveri pura. Il compromesso-è la saldatura, motivo per cui il test di tenuta con elio inferiore o uguale a 1 × 10 gradi Pa · m ³/s è diventato il criterio di accettazione standard.
 

Esistono diversi requisiti per la geometria del crogiolo nella fusione ad induzione sotto vuoto. È necessario un buon accoppiamento elettromagnetico, che tende ad essere una simmetria cilindrica. Le temperature di fusione sono tipicamente inferiori a quelle di crescita dello zaffiro – 1.400-1.700 gradi per la maggior parte delle superleghe – ma il ciclo termico può essere anche più elevato a causa della necessità di alimentazione e scarico.

Con la fusione sotto vuoto, le strutture saldate presentano un vantaggio in termini di costi nelle grandi dimensioni. I processi di saldatura a fascio di elettroni o laser producono la più piccola zona-influenzata dal calore della saldatura, che determina le proprietà meccaniche del metallo del substrato. Ho riscontrato che per le applicazioni di fusione sotto vuoto con diametro superiore a 200 mm, i crogioli saldati offrono generalmente un rapporto prezzo/prestazioni migliore rispetto ai modelli forgiati.

Con i reattori CVD, le camere MOCVD e i sistemi PVD che utilizzano crogioli più piccoli (tipicamente 50-150 mm di diametro), la dimensione precisa è più importante della dimensione originale. Queste applicazioni richiedono generalmente tolleranze più strette (± 0,1 mm), superfici interne più lisce (Ra inferiore o uguale a 0,8 μm) e talvolta rivestimenti protettivi (MoSi ₂ per l'ossidazione, Y ₂ O ₂ per materiali reattivi).

Per queste dimensioni più piccole, le strutture saldate rappresentano principalmente un percorso di produzione piuttosto che un requisito dimensionale. La saldatura consente geometrie complesse- (pareti rastremate, profili a gradini, coperture monopezzo) che sono difficili o addirittura impossibili da ottenere con la semplice forgiatura o lavorazione meccanica.