[實用新型]一種定向凝固設備

有效

• 申請號: 201721477597.4
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN207498516U
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 秦浩宇;張建飛
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C30B28/06
• 分類號: C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 秦燕

本實用新型公開了一種定向凝固設備，涉及定向凝固領域。包括爐體；爐體左側安裝有真空計；爐體底部滑動連接有豎直方向上的空心滑動軸；空心滑動軸；內部滑動連接有進氣管；爐體下方設置有拉錠機構；氬氣罐的出氣口安裝有流量質量控制器；流量質量控制器左側安裝有充氣閥；氬氣罐的出氣口與進氣管連通；空心滑動軸上端固定連通有冷卻盤；進氣管穿過拉錠機構分別與冷卻盤、流量質量控制器連通。本實用新型的有益效果是：應用于布里茲曼法多晶硅定向凝固技術上。通過石英坩堝的外側密封滑動連接的凝固套及調節氬氣的循環速度，可以精確控制石英坩堝內部的溫度場，更加準確的控制固液界面達到最小的切除率，通過氣冷加速鑄錠冷卻。

技術領域

本實用新型涉及定向凝固領域。

背景技術

目前，我國已成為世界能源生產和消費大國，但人均能源消費水平還很低。隨著經濟和社會的不斷發展，我國能源需求將持續增長，針對目前的能源緊張狀況，世界各國都在進行深刻的思考，并努力提高能源利用效率，促進可再生能源的開發和應用，減少對進口石油的依賴，加強能源安全；

如授權公告號為CN203486915U的專利文件提到的一種定向凝固設備，為了給坩堝側面吹起降溫、坩堝旋轉冷卻、坩堝下拉離開熱場，坩堝底部吹氣等技術手段。在目前的定向凝固技術中，還不能有效地控制固液界面的凹凸及其曲率變化；在坩堝旋轉的情況下給坩堝側面吹氣；因為是側面吹氣，即使坩堝在旋轉的情況下；吹出的氣體會隨著坩堝的形狀而運動；這樣會使坩堝表面溫度不相同；不能更好的達到控制效果，可能會出現固液面凹凸不平的情況；達不到預計的凝固效果。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，是針對上述存在的技術不足，提供一種定向凝固設備；應用于布里茲曼法多晶硅定向凝固技術上。通過石英坩堝的外側密封滑動連接的凝固套及調節氬氣的循環速度，可以精確控制石英坩堝內部的溫度場，更加準確的控制固液界面達到最小的切除率，通過氣冷加速鑄錠冷卻。

本實用新型采用的技術方案是：提供一種定向凝固設備，包括爐體；爐體左側安裝有真空計；爐體底部滑動連接有豎直方向上的空心滑動軸；空心滑動軸內部滑動連接有進氣管；爐體下方設置有拉錠機構；空心滑動軸底端安裝在拉錠機構上；拉錠機構下方設置有氬氣罐；氬氣罐的出氣口安裝有流量質量控制器；流量質量控制器左側安裝有充氣閥；氬氣罐的出氣口與進氣管連通；進氣管兩端穿過拉錠機構分別與冷卻盤、流量質量控制器連通；冷卻盤上端固定連接有石英坩堝；爐體中部固定連接有保溫套筒；保溫套筒與石英坩堝相互配合；保溫套筒外側固定連接有感應線圈；保溫套筒內部固定連接有發熱體；保溫套筒上端連通有排氣管；排氣管的出氣端連接有換熱器；換熱器出氣端安裝有閥門一；換熱器的出氣端分為兩個支路；左側的支路連通有比例閥；右側的支路中連接有壓差流量計；比例閥的出氣端連通有真空泵組；真空泵組與爐體連通；真空泵組底側連通有羅茨泵；羅茨泵下側連通有滑閥泵；壓差流量計下端連接有渦旋式真空泵；渦旋式真空泵出氣端分為兩個分支；一個分支為向爐體延伸的側吹管，且側吹管上安裝有閥門二；另一個分支與進氣管連通，之間安裝有閥門三；石英坩堝外側密封滑動連接有凝固套；凝固套內部沿圓周方向開有均勻排列若干個出氣孔；側吹管與凝固套連通；爐體內側底部固定連接有電動推桿；電動推桿輸出端與凝固套底部固定連接。

進一步優化本技術方案，一種定向凝固設備的側吹管與凝固套的底部連通，且凝固套上側開有排氣孔。

進一步優化本技術方案，一種定向凝固設備的凝固套上側的排氣孔連接有排氣導管；排氣導管與排氣管連通。

本實用新型與傳統定向凝固設備相比，其有益效果在于：