[實用新型]單晶爐傳動軸

有效

• 申請號: 201220142133.9
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN202500886U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 廖寄喬;邰衛平;李軍;王躍軍;龔玉良
• 申請（專利權）人: 湖南金博復合材料科技有限公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;C30B15/30
• 代理公司: 益陽市銀城專利事務所 43107
• 代理人: 舒斌;夏宗福

技術領域

本實用新型涉及一種高溫爐，具體地說是一種單晶爐，特別是涉及一種單晶爐傳動軸。

背景技術

單晶爐是一種在惰性氣體環境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。單晶爐拉制單晶硅棒時，盛裝多晶硅塊等原料的石英坩堝放入位于堝托之上的石墨或C/C坩堝內，在保護性氣氛中加熱熔化（爐內最高溫度高達1600℃左右），調控到工藝溫度后，籽晶經導流筒插入熔融多晶硅液中引晶，坩堝放在堝托上由其下的傳動軸帶動一同旋轉，同時，籽晶也逆向旋轉并向上提升，使多晶硅液按籽晶的硅原子排列順序結晶凝固成單晶硅棒。在單晶硅棒拉制過程中，傳動軸位于爐體底部，起著承載坩堝及其盛裝的原料和傳遞動力的作用。

目前，單晶爐傳動軸通常采用石墨材料制作，為便于將單晶爐傳動軸固定在動力系統的錐形座內，在生產加工時，往往在傳動軸的中心開有通孔，安裝時，緊固螺栓從通孔中放入并擰進動力系統的錐形座的螺紋孔中，將單晶爐傳動軸緊固在動力系統的錐形座上，使單晶爐傳動軸在工作時與動力系統的錐形座始終保持相對靜止的狀態。由于石墨力學性能較差，遭外力碰撞易損傷，所以加工時耗材較多；同時石墨材料制成的傳動軸的軸壁相對較厚，通孔內徑小，一般小于25㎜，而石墨材料導熱性能較好，爐中熱量易通過傳動軸傳遞到爐外，增加能耗，導致企業生產成本增加。若在通孔內填充保溫材料，則可起到減少熱量損失的作用，但因孔小，放不了多少保溫材料，且操作也不大方便，工作中基本上沒有放保溫材料，這樣就形成一個通道，熱量易于散失。

碳/碳復合材料是一種將碳纖維制成的網胎與網胎、或碳布與碳布、或網胎與碳布復合，再經過增密、碳化和石墨化處理而成的碳/碳復合材料，具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐燒蝕、熱膨脹系數小、耐急冷急熱而不變形不開裂且兼具一定的保溫效果等優良性能，特別適應于高溫領域，現已成為或將逐步成為航空航天、冶金、新能源等領域的重要基礎材料之一，是石墨制品的理想替代品。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種保溫性能好的單晶爐傳動軸。

本實用新型是采用如下技術方案實現其發明目的的，一種單晶爐傳動軸，它包括軸體，軸體內設有通孔，所述的軸體采用碳/碳復合材料制成。

本實用新型為了便于填充保溫材料，所述軸體的外徑為70㎜～150㎜，所述通孔的直徑為40㎜～100㎜。

本實用新型為了便于通孔內的保溫材料在高溫下產生的氣體逸出，所述的軸體上設有與通孔連通的氣孔。

由于采用上述技術方案，本實用新型較好的實現了發明目的，產品結構簡單，碳/碳復合材料大大提高了產品的力學性能，同時減少了單晶爐的熱量損耗，能耗降低了3﹪～10﹪，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

由圖1可知，一種單晶爐傳動軸它包括軸體1，軸體1內設有通孔2，所述的軸體1采用碳/碳復合材料制成，軸體1的長為660㎜～900㎜（本實施例為660㎜）。

本實用新型由于軸體1采用碳/碳復合材料，因此，所述通孔2的直徑與使用石墨材料相比，可以做得大一些，以便于填充保溫材料（本實施例為軟碳氈），軸體1的外徑為70㎜～150㎜（本實施例為80㎜），所述通孔2的直徑為40㎜～100㎜（本實施例為52㎜）。

本實用新型為了便于通孔2內的保溫材料在高溫下產生的氣體逸出，所述的軸體1上設有與通孔2連通的氣孔3。

一種如上所述單晶爐傳動軸的生產方法，它包括以下步驟：

⑴制坯：將由碳纖維制成的網胎與碳布通過針刺復合制成表觀密度為0.3g/㎝³～0.6g/㎝³（本實施例為0.4g/㎝³）的傳動軸預制體；

⑵增密：將步驟⑴所得的傳動軸預制體按傳統工藝經化學氣相滲透和/或化學氣相沉積和/或液體浸漬增密，將其密度逐步增加并經石墨化處理，制成表觀密度為1.0g/㎝³～1.8g/㎝³（本實施例為1.38g/㎝³）傳動軸坯體；

⑶機加工：將步驟⑵所得的傳動軸坯體機加工成所需的形狀和尺寸；

⑷純化：將步驟⑶所得的傳動軸坯體放入高溫爐中，在真空條件下加熱除雜，純化溫度為1600℃～2600℃（本實施例為2100℃），保溫時間為2h～5h（本實施例為2h）。