[實用新型]坩堝有效

申請號：	201320388817.1	申請日：	2013-07-01
公開（公告）號：	CN203360624U	公開（公告）日：	2013-12-25
發明（設計）人：	潘家明;方軍杰;魏景拓	申請（專利權）人：	英利能源（中國）有限公司
主分類號：	C30B29/06	分類號：	C30B29/06;C30B28/00
代理公司：	北京康信知識產權代理有限責任公司 11240	代理人：	吳貴明;張永明
地址：	071051 河***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	坩堝
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及多晶硅鑄錠的生產設備領域，具體而言，涉及一種坩堝。

背景技術

多晶硅鑄錠過程中，采用石英陶瓷坩堝作為硅料的承載模具，在整個鑄錠過程中石英陶瓷坩堝隨硅料一起在熱場內部完成整個硅料的再結晶過程，在上述過程中，石英陶瓷坩堝也伴隨著高溫過程中晶體轉變的過程。石英陶瓷坩堝隨溫度變化的具體描述如下：

當石英陶瓷坩堝加熱到573°C時，坩堝中的β-石英就迅速轉變為α-石英，這時坩堝體積膨脹0.82%。溫度繼續升高，當坩堝內缺乏低熔點液相（溶劑）時，在1000°C～1450°C范圍內α-石英會緩慢轉化為α-白硅石，但若是在1400°C～1450°C停留較長時間，α-白硅石會轉變為α-鱗石英。當坩堝內有低熔點液相出現時，α-石英能于1200°C～1460°C經過半穩定型的α-白硅石轉變為α-鱗石英。當溫度大于1470°C時，α-鱗石英又轉變為α-白硅石；當溫度高于1710°C時，α-白硅石熔化為石英玻璃。

α-石英轉變為α-白硅石時，體積膨脹為15.4%，轉變為α-鱗石英時體積膨脹為16%，故坩堝燒成時有很大的體積膨脹。在坩堝燒成溫度下（1450°C）坩堝內的礦物結晶有：α-鱗石英，α-白硅石，未經轉變的α-石英及少許石英玻璃。

將已經燒成的坩堝冷卻下來，這時坩堝中的二氧化硅結晶不是沿原來的途徑變化，而是發生各晶體的高低型轉變。最后變為γ-鱗石英，β-白硅石，β-石英和石英玻璃。在使用過程中，坩堝中的二氧化硅結晶首先按高低型轉變，而在高溫長期使用時，坩堝中的α-鱗石英轉變為α-白硅石。

在鑄錠過程中，硅料熔化過程中的熱場內溫度高達1560°C，整個硅錠鑄造過程中溫度在1450°C以上的時間也在10小時以上，因此坩堝在多晶硅鑄錠爐內會經過多種晶體轉變。硅錠結晶完成出爐后，溫度降低為常溫，坩堝晶體又變回β-石英態，此時坩堝內部二氧化硅已經經過高溫燒結，其強度變大，現有工具很難將坩堝打碎，硅錠結晶完成后與坩堝緊密接觸，由于多晶硅錠為脆性材質，很容易受到外力而破裂，因此造成多晶硅錠與坩堝脫模困難、脫模工具難以操作的問題。

現有技術中，圖1示出了裝有硅錠20的坩堝10的局部剖視結構示意圖。多晶硅錠出爐后與石英陶瓷坩堝脫模主要采用脫模工具填縫（多晶硅錠與石英陶瓷坩堝之間縫隙較小，因此需要脫模工具分離坩堝與硅錠），然后使用錘型工具在坩堝外側壁上進行輕微敲打，坩堝在敲擊下破碎，從而完成硅錠脫模過程。或是如圖2所示，再將脫模工具30插入到坩堝10與硅錠20的縫隙中以硅錠為撬點，向外直接撬動坩堝10，在脫模工具30的撬動下強力破碎坩堝側壁，最終完成脫模過程。

現有方法中，在坩堝10與硅錠20脫模的過程中，錘型工具敲打坩堝外側壁時著力大小很難控制，用力過大會造成坩堝內的硅錠產生裂紋；用力過小無法破壞坩堝側壁，起不到脫模效果。

另一方面，采用脫模工具30插入到坩堝10與硅錠20之間的縫隙后進行強力撬動以破碎坩堝，由于以硅錠為撬點，硅錠局部受力過大，硅錠易產生隱性裂紋，破壞硅錠晶體的完整性，影響硅錠質量。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種坩堝，可以有效防止硅錠脫模過程中坩堝破碎對硅錠造成的震裂現象，提高硅錠質量。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種坩堝，坩堝的外側壁上設置有一個或多個易開裂區。

進一步地，易開裂區為坩堝的外側壁上的凹入部，凹入部所在區域的壁厚小于該凹入部周圍區域的壁厚。

進一步地，坩堝包括多個凹入部。

進一步地，相鄰凹入部之間的間距相等。

進一步地，凹入部為溝槽。

進一步地，相鄰溝槽之間的距離大于等于10mm且小于等于200mm。

進一步地，每個溝槽的深度大于等于0.5mm且小于等于4mm。

進一步地，每個溝槽的寬度大于等于1mm且小于等于20mm。