[實(shí)用新型]一種內(nèi)部容積可變的坩堝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720263741.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN207159416U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒亞靜
• 申請（專利權(quán)）人: 鄒亞靜
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所11399
• 代理人: 朱健,陳國軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及干過結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)部容積可變的坩堝。

背景技術(shù)

石英陶瓷又稱熔融石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃燒結(jié)制品、熔融石英燒結(jié)制品,它是采用熔融石英或石英玻璃為原料,經(jīng)粉碎、成形、燒成等一系列陶瓷工藝制備的制品,于20世紀(jì)60年代初最先由美國開發(fā)成功并投入批量生產(chǎn)。

石英陶瓷具有成本低、高溫荷重軟化溫度高、熱膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好、耐化學(xué)侵蝕性好、介電性高及電阻大等優(yōu)良特性。石英陶瓷因具有極低的熱膨脹系數(shù)，其抗熱沖擊性能優(yōu)異，同時(shí)具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和極強(qiáng)的耐酸腐蝕性(除氫氟酸和熱硫酸之外不溶于其它酸)，因此石英坩堝廣泛應(yīng)用于各種稀有金屬、貴金屬、特種玻璃等冶煉以及光伏行業(yè)的多晶硅鑄錠方面。尤其在多晶硅鑄錠所用的石英坩堝，因其尺寸大(1200*1200mm)，壁薄(約20mm)，制作難度較大?？梢灾瞥刹Ａ戒摶癄t用石英陶瓷輥、浮法玻璃窯用閘板磚、浮法玻璃退火爐用空心輥、鑄鋼用水口、金屬帶材熱處理爐用空心輥、有色金屬冶煉用水口、塞棒、流槽、坩堝、焦?fàn)t爐門，以及上升管內(nèi)襯、玻璃工業(yè)用料碗、勻料筒、攪拌棒、料盆、旋轉(zhuǎn)管、雷達(dá)天線罩等,廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、火箭、導(dǎo)彈、雷達(dá)、原子能、電子、鋼鐵、煉焦、有色金屬及玻璃等工業(yè)領(lǐng)域。

現(xiàn)有坩堝設(shè)計(jì)中，大部分的坩堝內(nèi)壁的底部基本上都是在同一個(gè)水平面上，小部分的坩堝內(nèi)壁的底部設(shè)置為凹凸不平的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的坩堝在進(jìn)行化料控制時(shí)，存在以下問題：1、在多晶鑄錠中，鑄錠爐大部分在其頂部和側(cè)部分別設(shè)置頂部加熱器和側(cè)部加熱器，使得置于鑄錠爐中的坩堝內(nèi)壁的底部的中間位置溫度較低，而坩堝內(nèi)壁的底部的邊緣位置溫度較高，即其熱場呈現(xiàn)中間位置微凸的等溫面，底部都在同一個(gè)水平面上的坩堝的化料的剩余程度由坩堝的熱場決定，這就使得當(dāng)坩堝底部的中間位置的硅料還有剩余時(shí)，坩堝底部的邊緣位置的硅料已化完，進(jìn)而無法準(zhǔn)確控制坩堝底部有一層淺淺的硅料覆蓋，來保證后續(xù)的鑄錠質(zhì)量；2、底部為凹部不平結(jié)構(gòu)的坩堝雖然能夠使得凹陷的區(qū)域的硅料不容易化掉，利于硅料后續(xù)的長晶，但其在進(jìn)行化料控制時(shí)，存在以下情況：a總的來說坩堝的底部還是同在一個(gè)水平面上，其化料的剩余程度由坩堝的熱場決定，這就使得當(dāng)坩堝底部的中間位置的硅料還有剩余時(shí)，坩堝底部的邊緣位置的硅料已化完，進(jìn)而無法準(zhǔn)確控制坩堝底部有一層淺淺的硅料覆蓋，來保證后續(xù)的鑄錠質(zhì)量；b由于坩堝一般利用模具制成的，底部為凹凸不平的結(jié)構(gòu)，使得需要相應(yīng)制定模具，成本較高并且工序較為麻煩；3、坩堝一旦制成其內(nèi)部的容積就已經(jīng)固定下來，若其容積過大在加工小件物品時(shí)就會造成加熱能源的浪費(fèi)，并且不便于操作。若其容積過小就不能夠用于加工大件物品。

目前大都采用兩種工藝：注漿工藝和注凝工藝。注漿工藝屬于傳統(tǒng)工藝，它有如下特點(diǎn)：工藝成熟；結(jié)構(gòu)不均勻；生坯強(qiáng)度低；密度較高；成品率低成本高。越來越無法滿足日趨發(fā)展的鑄錠工藝要求。注凝工藝是近幾年新興的工藝，它的特點(diǎn)是：生坯強(qiáng)度高；結(jié)構(gòu)均勻；適合做大尺寸坩堝；但其密度低、工藝復(fù)雜、成本較高。隨著鑄錠工藝的提高對坩堝純度要求日益苛刻、坩堝成本的降低也不斷提出新的要求，注漿工藝和注凝工藝都無法一次成型高純復(fù)合坩堝、成本壓力也日益增大。因此，急需一種全新工藝來滿足坩堝工藝簡單、低成本、高純度、高密度、結(jié)構(gòu)均勻的坩堝來滿足鑄錠市場不斷發(fā)展的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷、容積大小可變、低成本、高純度、高密度、石英陶瓷坩堝內(nèi)表面光滑、不容易粘料、易清潔結(jié)、構(gòu)均勻內(nèi)部容積可變的坩堝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種內(nèi)部容積可變的坩堝，所述坩堝包括坩堝基礎(chǔ)層，在所述基礎(chǔ)層上至少設(shè)有一層加高層，所述基礎(chǔ)層與加高層及加高層與加高層之間通過階梯卡扣結(jié)構(gòu)相互銜接，在基礎(chǔ)層與加高層的外表面位于上接口部位設(shè)有凸環(huán)或呈環(huán)形均布的凸塊，在所述凸環(huán)或凸塊上設(shè)有緊固密封環(huán)形件，緊固密封環(huán)形件用于將基礎(chǔ)層與加高層及加高層與加高層之間固定并密封。

為了便于緊固密封環(huán)形件牢固地套裝在基礎(chǔ)層與加高層，或加高層與加高層之間的接口處，且不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，優(yōu)選的技術(shù)方案是，在所述基礎(chǔ)層與加高層的外表面設(shè)有豎向凸棱和/或凹槽，在所述緊固密封環(huán)形件的內(nèi)部設(shè)有與凸棱和/或凹槽相適配的凹槽和/或凸棱。

為了便于坩堝的加工制作，優(yōu)選的技術(shù)方案還有，所述基礎(chǔ)層與加高層的截面呈梯形桶狀結(jié)構(gòu)。