[發明專利]制備石英坩堝的模具及工藝

有效

• 申請號: 201410367196.8
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104128988A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 高夫耀;支攬月;何釗煊;張鳳
• 申請（專利權）人: 徐州協鑫太陽能材料有限公司
• 主分類號: B28B7/26
• 分類號: B28B7/26;B28B1/00;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 唐清凱

技術領域

本發明涉及石英坩堝生產領域，特別是涉及制備石英坩堝的模具及工藝。

背景技術

石英坩堝生產工藝主要有雙面吸漿法、單面吸漿法和注凝法，為了把漿料中的水分快速除去，傳統的石英坩堝生產工藝中一般使用石膏模具，利用它的吸水性可以排出水分，然后使坩堝成型。隨著坩堝越做越大，根據生產需要，石膏模具也必須越來越大。然而石膏模具強度低，每次成型后修模，刀子就會刮削掉一層石膏，導致模具內的型腔變得越來越大，使得產品變形大，有凸凹不平的缺陷，最終造成產品尺寸偏差過大，成品密度低，強度差，合格率低，直到無法使用。另外，現有石膏模具成型技術，消耗了大量的石膏，壽命低，報廢后污染環境。

有的公司使用多孔樹脂模具來成型坩堝，但由于石英坩堝的漿料很稀，含水量很大，多孔樹脂模具不能良好的排除水分。因此，一般采用壓濾的方法。一開始石英漿料可以流動時，加壓可以排除一部分水分，但是，當石英漿料中的水分一旦減少到使石英漿料無法流動時，壓力無法在多孔樹脂模具內傳遞，此時壓濾法失效。因此，只用樹脂模具壓濾是無法完成坩堝成型的。一般，大家在樹脂模具內部嵌入石膏模，利用石膏模把殘余的水分吸干。

另外，壓濾法要使用高壓泵向模具注壓，如果使用壓濾，將在每個模具面上產生很大的壓力，使用多孔樹脂模具根本承受不了這個強度，模具很快就會報廢。使用多孔樹脂模具來成型坩堝要使用昂貴的樹脂材料，根本無法推廣，模具復雜，過濾精度達不到要求，成型效果不理想。

發明內容

基于此，有必要針對成型石英坩堝時石膏模具容易導致產品尺寸偏差過大和多孔樹脂模具抗壓強度低、過濾精度低的問題，提供一種制備石英坩堝的抗壓強度高和過濾精度高的模具，利用這種模具制得的石英坩堝的產品尺寸偏差小。

一種制備石英坩堝的模具，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設有與所述坩堝成型區相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能圍成坩堝成型區，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區相對的部分分別設置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內部分別形成模腔，所述模腔通過所述濾板與所述坩堝成型區連通。

在其中一個實施例中，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為可拆卸式組合，所述濾板將所述模腔遮蓋。

在其中一個實施例中，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為一體成型，所述濾板設置在所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯與所述坩堝成型區相對部分的表面。

在其中一個實施例中，所述模腔為中空夾層模腔，所述模腔的一側設有用來連接外接管路的接頭。

在其中一個實施例中，所述各個濾板與所述坩堝成型區相對的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個濾板上分別設有分布均勻的微孔，所述各個濾板的微孔連通所述坩堝成型區和所述坩堝成型區對應的模腔。

在其中一個實施例中，所述模具為金屬模具，所述濾板為金屬濾板、陶瓷濾板或樹脂濾板，所述金屬濾板為多層不銹鋼絲網濾板。

此外，還提供一種石英坩堝的制備工藝，包括如下步驟：

組裝制備石英坩堝的模具，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設有與所述坩堝成型區相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能圍成坩堝成型區，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區相對的部分分別設置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內部分別形成模腔，所述模腔通過所述濾板與所述坩堝成型區連通；

將石英漿料注入組裝好的所述模具，注滿料斗并保持一定的料位；

將形成在所述模具上的模腔接入真空系統，啟動真空系統，吸濾所述模具的模腔內從石英漿料中濾過所述濾板的水分，直到所述料斗內的石英漿料硬化成型，關閉真空系統，得到硬化成型后的坩堝坯體；

將所述坩堝坯體自然干燥后開模，開模時所述管路中通入低壓空氣，使所述坩堝坯體與所述濾板脫離；

脫掉所述模芯，拆除所述四周邊墻，得到所述坩堝坯體，烘干之后將所述坩堝坯體燒制成型得到所述石英坩堝。

在其中一個實施例中，所述各個濾板與所述坩堝成型區相對的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個濾板上分別設有分布均勻的微孔，所述各個濾板的微孔連通所述坩堝成型區和所述坩堝成型區對應的模腔。

在其中一個實施例中，啟動真空系統進行吸濾的操作中，所述真空系統的真空度為-0.05MPa～-0.08MPa，所述吸濾的時間為120min～200min。