[實(shí)用新型]一種復(fù)合式單晶硅用坩堝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520130455.5
• 申請(qǐng)日: 2015-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN204690166U
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海珩錮新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/06
• 分類號(hào): C30B29/06;C30B35/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及坩堝技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種高壽命、低成本的復(fù)合式單晶硅用坩堝。

背景技術(shù)

硅單晶是廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能行業(yè)的基本原材料，它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，由高純度多晶硅為原材料，通過(guò)高溫熔化硅料，然后定向生產(chǎn)而成。在單晶硅制作過(guò)程中，需要用高溫爐的石墨部件組成的熱場(chǎng)。而在高溫環(huán)境中，硅蒸氣對(duì)石墨的腐蝕在很多情況下是導(dǎo)致石墨部件失效的重要原因。由于人造石墨的生產(chǎn)過(guò)程漫長(zhǎng)，需要耗費(fèi)很多能量，所以提高石墨件的壽命，不僅可以降低單晶硅的生產(chǎn)成本，也是實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的一種進(jìn)步。在單晶爐中，最重要的是石墨熱場(chǎng)，而熱場(chǎng)的各個(gè)部件主要是采用石墨材料加工而成的，而石墨炭素材料在我國(guó)，太陽(yáng)能光伏行業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了諸如多晶硅，單晶硅等硅材料行業(yè)的快速發(fā)展。在目前我國(guó)的產(chǎn)能已經(jīng)占據(jù)世界的50％以上。在這些行業(yè)中，普遍涉及到了高溫的環(huán)境，所以目前主體熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)都采用進(jìn)口等靜壓石墨或國(guó)產(chǎn)三高石墨。石墨的耐高溫性能良好，但是在單晶硅和多晶硅行業(yè)石墨的要求也在提高，需要它們具有更高的壽命，其主要的原因是光伏行業(yè)的價(jià)格在不斷下降，需要各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上的行業(yè)降低成本。作為主要耗材，石墨壽命的提高可以使得單位成本下降，所以如何提高石墨熱場(chǎng)部件的壽命是一個(gè)重要行業(yè)議題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用分體式設(shè)計(jì)的復(fù)合式單晶硅用坩堝，避免了現(xiàn)有一體式加工中堝底處角的應(yīng)力集中，去除了開裂報(bào)廢的主要原因。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種復(fù)合式單晶硅用坩堝，其特征在于：該坩堝為由堝幫、堝底組成的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，所述堝幫為中空筒狀結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有兩對(duì)相互對(duì)稱的螺栓過(guò)孔；所述堝底為采用兩個(gè)半圓底拼接而成的圓形平底結(jié)構(gòu)，每個(gè)半圓底的兩端對(duì)稱開設(shè)一螺栓過(guò)孔，且其位置與堝幫上的螺栓過(guò)孔相適配；所述堝幫與堝底通過(guò)螺栓過(guò)孔采用螺栓連接。

進(jìn)一步地，所述堝幫的直徑略大于堝底，堝幫套接于堝底的外側(cè)并采用螺栓連接。

進(jìn)一步地，所述堝幫和堝底的外側(cè)均設(shè)有碳化硅涂層。

本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，采用分體式設(shè)計(jì)，堝幫壽命較長(zhǎng)，不需要更換，降低了成本；平底堝底延長(zhǎng)了使用壽命，降低了平均成本；使用碳化硅涂層，使得硅的腐蝕被避免，所有壽命額外比傳統(tǒng)石墨坩堝提高1倍；堝底的原材料利用高，降低了加工材料成本30％；堝幫可以開模大規(guī)模加工，降低加工流程。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖的剖視圖。

參見圖1和圖2，1為堝幫；2為堝底；3為螺栓過(guò)孔。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型為由堝幫1、堝底2組成的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，堝幫1為中空筒狀結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有兩對(duì)相互對(duì)稱的螺栓過(guò)孔3；堝底2為采用兩個(gè)半圓底拼接而成的圓形平底結(jié)構(gòu)，每個(gè)半圓底的兩端對(duì)稱開設(shè)一螺栓過(guò)孔3，且其位置與堝幫1上的螺栓過(guò)孔3相適配；堝幫1的直徑略大于堝底2，堝幫1套接于堝底2的外側(cè)，并且堝幫1與堝底2通過(guò)螺栓過(guò)孔3采用螺栓連接，堝底2用等靜壓石墨，堝幫1用碳碳復(fù)合材料，堝幫1與堝底2連接用的螺栓為碳碳復(fù)合材料，連接后的堝幫1和堝底2的外側(cè)均涂設(shè)有碳化硅涂層。

本實(shí)用新型同采用分體式設(shè)計(jì)，堝幫壽命較長(zhǎng)，不需要更換，降低了成本；平底堝底延長(zhǎng)了使用壽命，降低了平均成本；使用碳化硅涂層，使得硅的腐蝕被避免，所有壽命額外比傳統(tǒng)石墨坩堝提高1倍；堝底的原材料利用高，降低了加工材料成本30％；堝幫可以開模大規(guī)模加工，降低加工流程。