Водородное охлаждение

Степень чистоты товарного оксида германия (IV) контролируют косвенным путем по величине удельного сопротивления образца, вырезанного из слитка германия, полученного водородным восстановлением контрольной пробы и закристаллизованного нормально (при всестороннем теп-лоотводе). Оно должно быть не менее 20 Ом-см при 300 К.

Подавляющее количество высокочистого поликристаллического кремния получают водородным восстановлением трихлорсилана (ТХС) по реакции

3.4. Схемы реакторов для получения стержней поликристаллического кремния водородным восстановлением хлорсиланов и термическим разложением моносила-на с внутренним кварцевым колпаком (а) и металлическим водоох-лаждаемым корпусом (б): 1 — кремниевый пруток — основа; ! — внутренний кварцевый колпак; 3 — донные кварцевые экраны; 4 — металлический поддон; 5 — водоохлаждаемый токоподвод; 6 — патрубки для ввода ПГС; 7—патрубок для вывода ПГС; 8 — стартовый нагреватель (12'шт.); 9 —водоохлаждаемый металлический колпак; 10 — смотровое окно

Кислород в монокристаллическом германии, даже в максимальных концентрациях (около 2-1018 атом/см3), не оказывает заметного влияния на электрические свойства. Однако для некоторых приборов, например для счетчиков ядерных излучений, требуется монокристаллический германий с концентрацией кислорода не выше ЫО14 атом/см3. Такой материал не может быть получен обычным способом— водородным восстановлением оксида германия (IV), после которого концентрация кислорода в германии составляет около 1-Ю18 атом/см3. Для этого применяют термическое разложение моногермана, проводимое при 280 °С:

Однако шлюзовое устройство позволяет загружать в тигель материал только в форме стержней. Такой формой обладает поликристаллический кремний, полученный водородным восстановлением хлорсиланов. Доля его в общем балансе сырья производства монокристаллического кремния относительно невелика, так как большую часть его составляют обороты, имеющие форму конусов или коротких цилиндров (см. 4.20). Для загрузки в тигель обороты -предварительно измельчают до размера кусков около 30мм. Наиболее просто, без внесения загрязнений, эта операция Осуществляется методом термоудара, при котором подлежащий измельчению кремний нагревают до 750 СС, а затем быстро охлаждают погружением в деонизованную холодную воду. Такой гранулированный материал загружают в тигель во время охлаждения в шлюзовой камере выращенного в предыдущем процессе монокристалла. Для этого применяют помещенное в герметичной камере устройство, состоящее из бункера, в нижней части которого находится вибропитатель, подающий гранулированный кремний на лоток, из которого он ссыпается в тигель.

Скорость роста эпитаксиальных слоев элементарных полупроводников, получаемых водородным восстановлением хлоридов [см. реакции (6.3)], ограничивается также развитием побочных реакций типа

Типичные режимы роста эпитаксиальных слоев элементарных полупроводников (IV), полученных водородным восстановлением их хлоридов на подложках, ориентированных по (111), (ПО) и (100), приведены ниже.

В установках эпитаксиального осаждения элементарных полупроводников водородным восстановлением их хлоридов насыщение газовой смеси парами исходного соединения производится в испарителях,. Наиболее распространенными являются испарители барботажного типа, в которых газ-носи-

слое UWC2 сильно обогащенного сплава было обнаружено большое количество радиационных дефектов, в то время как в слабо обогащенном образце этих дефектов не было. Вольфрамовые покрытия молибденовых эмиттеров и вольфрамовые оболочки на карбидные сердечники наносили водородным восстановлением гекса- и тетрахлорида вольфрама по различным режимам (табл. 6.8). Наибольшие скорости переноса характерны для фторидных покрытий со столбчатой структурой. Наименьшими скоростями переноса характеризуются дуплекс хлоридо-фторидные покрытия, первый слой в которых толщиною 0,03 мм наносится из фторидов, а второй слой ориентированного вольфрама толщиной 0,08—0,1 мм наносится из хлоридов (см. гл. V).

1112. Раков Э. Г., Велишко Н. А. Получение покрытий и изделий из вольфрама водородным восстановлением его гексафторида.—«Атомная техника за рубежом», 1974, № 1, с. 18.

101. Поперечные шлифы кремниевых стержней, полученных водородным восстановлением тетрахлорсилана с использованием моиокристаллических стержней-подложек при направлении оси стержня [111] и температуре, К: о-1353; б-1473.Х 1,0

Для генераторов мощностью более 25 000 кВ • А обычно применяется водородное охлаждение. Преимущества такого охлаждения определяются тем, что водород легче воздуха в 14 раз, его теплоемкость большг в 14 раз, теплопроводность — в 7 раз, а коэффициент теплоотдачи с охлаждаемой поверхности - в 1,35 раза.

Ветвь схемы 6 Водородное охлаждение 241* Возбудитель 234*

Для генераторов мощностью более 25 000 кВ • А обычно применяется водородное охлаждение. Преимущества такого охлаждения определяются тем, что водород легче воздуха в 14 раз, его теплоемкость больпе в 14 раз, теплопроводность — в 7 раз, а коэффициент теплоотдачи с охлаждаемой поверхности - в 1,35 раза.

Водородное охлаждение 475 Возбудитель 468

Для генераторов мощностью более 25 000 кВ • А обычно применяется водородное охлаждение. Преимущества такого охлаждения определяются тем, что водород легче воздуха в 14 раз, его теплоемкость больив в 14 раз, теплопроводность — в 7 раз, а коэффициент теплоотдачи с охлаждаемой поверхности - в 1,35 раза.

Ветвь схемы 6 Водородное охлаждение 241* Возбудитель 234*

Значительный интерес для электротехники представляет водород. Это очень легкий газ, обладающий весьма благоприятными свойствами для использования его в качестве охлаждающей среды вместо воздуха (водород характеризуется высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью). При использовании водорода охлаждение вращающихся электрических машин существенно улучшается. Кроме того, при замене воздуха водородом заметно снижаются потери мощности на трение ротора машины о газ и на вентиляцию, так как эти потери приблизительно пропорциональны плотности газа. Ввиду отсутствия окисляющего действия кислорода воздуха замедляется старение органической изоляции обмоток машины и устраняется опасность пожара при коротком замыкании внутри машины. Наконец, в атмосфере водорода улучшаются условия работы щеток. Так как водородное охлаждение позволяет повысить мощность машины и ее КПД, крупные турбогенераторы и синхронные компенсаторы выполняются с водородным охлаждением (еше более эффективное охлаждение достигается циркуляцией жидкости внутри полых проводников обмоток статора и даже - что, конечно, технически сложнее - ротора). Применение циркуляционного водородного охлаждения требует герметизации машины (подшипники уплотняются при помощи масляных затворов). Чтобы избежать попадания внутрь машины воздуха (водород при содержании его в воздухе от 4 до 74% по объему образует взрывчатую смесь - гремучий газ), внутри машины поддерживается некоторое избыточное давление, сверх атмосферного; постепенная утечка водорода восполняется подачей газа из баллонов. При прочих равных условиях электрическая прочность водорода примерно на 40 %, а угольного ангидрида СО2 - на 10% ниже, чем электрическая прочность воздуха. Для заполнения

16. Какие преимущества дает водородное охлаждение? жидкостное?

В турбогенераторах, выпускаемых в СССР, в основном применяется внутреннее водяное охлаждение обмогок статора и внутреннее водородное охлаждение обмоток ротора. С такой схемой охлаждения выпускаются турбогенераторы серии ТВВ вплоть до мощности 1200 МВт. Изготовлены и находятся в эксплуатации турбогенераторы с внутренним водяным охлаждением обмоток статора и ротора.

Конструктивно синхронные компенсаторы выполняются так же, как синхронные генераторы. Отличие состоит в том, что они не имеют выходного конца вала. Мощность синхронных компенсаторов 10—345 MB-А при напряжении 6,6—15,75 кВ, частота вращения 750— 1000 об/мин. Наиболее распространенное исполнение — горизонтальное с явнополюсным ротором. Так как вал не передает вращающе-РО момента, вал может иметь меньший диаметр, что дает возможность уменьшить размеры подшипников. Отсутствие выходного конца вала облегчает герметизацию машины, поэтому в синхронных компенсаторах широко применяется водородное охлаждение.

При замкнутой системе вентиляции можно применить для охлаждения машины не только воздух, но и другие газы. В настоящее время для этой цели используется водород. Водородное охлаждение имеет ряд ценных преимуществ перед воздушным. Теплопро-