[實用新型]還原爐石墨電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120272456.5
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN202124490U
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉軍;劉建中;張玉泉;李波;尹敏;何克周
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01B33/021
• 分類號: C01B33/021
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種還原爐石墨電極，它屬于多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

傳統(tǒng)的還原爐石墨電極(硅棒支撐件)為直接和電極相連接，其結(jié)構(gòu)是石墨電極夾住硅芯，硅芯通電發(fā)熱后沉積多晶硅。硅芯通電擊穿方式主要有兩種：預(yù)熱擊穿和高電壓擊穿。對于預(yù)熱擊穿工藝目前國內(nèi)普遍面臨以下問題：

1、硅芯和石墨電極接觸電阻大難以擊穿，預(yù)熱時間長，功耗大。

2、石墨電極夾持的硅芯的豎直度不理想，影響后期硅棒沉積直徑大小和穩(wěn)定性

3、石墨電極使用中損壞現(xiàn)象嚴(yán)重，重復(fù)利用性較差，成本較高

三、實用新型的內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種新型的還原爐石墨電極，其具有優(yōu)點：一、降低硅芯和石墨電極的接觸電阻，縮短預(yù)熱時間，降低功耗；二、增加石墨電極對夾持硅芯的豎直度，保證硅棒直徑最大化，提高穩(wěn)定性；三、新的石墨結(jié)構(gòu)設(shè)計提高石墨件重復(fù)利用率，降低成本。

本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的：它由石墨底座、石墨夾蓋、石墨夾瓣、硅芯構(gòu)成，石墨底座的頂部帶螺紋，石墨夾蓋的內(nèi)部帶有螺紋，石墨底座和石墨夾蓋匹配夾持石墨夾瓣，石墨夾瓣整體為圓錐形，石墨夾瓣的中孔為夾持硅芯孔，硅芯置于中孔中，石墨夾瓣再夾緊硅芯。所述的石墨底座底部為圓槽設(shè)計，其分別設(shè)計有內(nèi)圓斜錐面、外圓斜錐面和中心小孔，內(nèi)圓斜錐面為導(dǎo)電接觸面，外圓斜錐面不作為導(dǎo)電接觸面，中心小孔為石墨底座是受熱膨脹緩沖孔。所述的石墨夾瓣的夾瓣整體為圓錐形，中孔為夾持硅芯孔，石墨夾瓣的夾瓣三等分切削為三瓣，對硅芯的三個方向夾緊固定硅芯。

本實用新型還原爐石墨電極，其具有以下優(yōu)點：

其一：石墨夾瓣實行三瓣制，三瓣夾持硅芯，保證硅芯穩(wěn)定和豎直，安裝硅芯的豎直角度達(dá)到89-90度，幾乎做到完全豎直。保證硅芯之間的距離，使硅棒生長直徑最大可達(dá)180mm。

其二：同時石墨夾瓣夾持的硅芯有保證充分傳熱，保證預(yù)熱時預(yù)熱的熱量可以傳遞至和夾瓣接觸的硅芯，提高了該處硅芯溫度，降低了該處硅芯電阻，有利于擊穿。經(jīng)過實踐證明，石墨夾瓣三瓣式切削的結(jié)構(gòu)設(shè)計在使用上預(yù)熱時間普遍在15min.，比傳統(tǒng)的純粹實體錐夾瓣要縮短10-15min。預(yù)熱電功耗減少50％。

其三：石墨夾瓣保證夾瓣和硅芯的有效接觸面和穩(wěn)定性，硅芯穩(wěn)定性好，硅芯/硅棒倒?fàn)t率低于1％。

其四：石墨底座結(jié)構(gòu)設(shè)計保證底槽內(nèi)圓斜錐面作為導(dǎo)電面接觸良好，底槽外圓斜錐面的設(shè)計，保證石墨底座在還原爐運行中受熱膨脹被緩沖間距緩沖，保證石墨底座不受應(yīng)力擠壓損壞。

其五：石墨底座和石墨夾蓋理想結(jié)合，保證硅棒沉積長粗后能和石墨夾蓋接觸，石墨夾蓋又能為硅棒提供支撐，保證硅棒穩(wěn)定。

其六：石墨底座重復(fù)利用率高，由于三件套設(shè)計，硅棒最終生長后僅和石墨夾蓋接觸，在拆卸硅棒后，石墨損壞部分只有夾瓣和夾蓋，而石墨底座絲毫未受損。在移除夾蓋和夾瓣后，石墨底座仍可重復(fù)使用，重復(fù)使用率達(dá)到80％。比傳統(tǒng)的石墨結(jié)構(gòu)大大降低了成本。

四、附圖說明

附圖1為本實用新型還原爐石墨電極的工作狀態(tài)裝配圖。

附圖2為本實用新型還原爐石墨電極的剖視圖。

附圖3為為本實用新型還原爐石墨電極的俯視圖。

附圖4為為本實用新型還原爐石墨電極的仰視圖。

附圖5為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨底座的立體圖。

附圖6為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨底座的剖視圖。

附圖7為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨夾蓋立體圖。

附圖8為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨夾蓋剖視圖。

附圖9為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨夾瓣的立體圖。

附圖10為為本實用新型還原爐石墨電極的石墨夾瓣的單瓣結(jié)構(gòu)圖。

五、具體實施方式

下面結(jié)合附圖來對本實用新型具體實施方式作進一步的說細(xì)描述：

參照附圖，本實用新型還原爐石墨電極，它由石墨底座5、石墨夾蓋3、石墨夾瓣2、硅芯1構(gòu)成，石墨底座5的頂部帶螺紋，石墨夾蓋3的內(nèi)部帶有螺紋，石墨底座5和石墨夾蓋3匹配夾持石墨夾瓣2，石墨夾瓣2整體為圓錐形，石墨夾瓣2的中孔8為夾持硅芯1孔，硅芯1置于中孔8中，石墨夾瓣2再夾緊硅芯1。所述石墨底座5底部為圓槽設(shè)計，其分別設(shè)計有外圓斜錐面6、內(nèi)圓斜錐面7和中心小孔4，內(nèi)圓斜錐面7為導(dǎo)電接觸面，外圓斜錐面6不作為導(dǎo)電接觸面，中心小孔4為石墨底座5是受熱膨脹緩沖孔。所述石墨夾瓣2的夾瓣整體為圓錐形，中孔8為夾持硅芯1孔，石墨夾瓣2的夾瓣三等分切削為三瓣，對硅芯1的三個方向夾緊固定硅芯。