[發明專利]一種涂層坩堝的制作方法

在審

• 申請號: 201810815465.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108950685A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 申富強;申富勝
• 申請（專利權）人: 上海騏杰碳素材料有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/10;C30B15/10;C30B35/00;C23C4/134;C23C26/00;C04B35/83;C04B35/80;C04B35/565;C04B35/56;C04B35/622
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供一種涂層坩堝的制作方法，所述坩堝為一碳纖維繩或帶編織的環形中空網狀體；所述坩堝的制造過程中，包括：進行等離子熱噴涂或者是固體粉末溶液預浸再燒結的步驟。本發明的坩堝堝邦和堝底采用一根碳纖維繩或多根碳纖維繩編織而成，不需要針刺預制體，不需要粘接劑，和時間過長的氣相沉積的加工步驟，節省工時；克服了預制體坩堝彈性差、脆性高的缺點，可以有效吸收石英坩堝的熱形變應力；同時大大減少了坩堝堝邦的重量，減少了坩堝的熱熔和雜質含量，大大降低材料成本和使用成本。

技術領域

本發明涉及單晶硅或多晶硅的制造過程中的一種碳纖維復合材料的應用，具體涉及一種采用碳纖維復合材料編織制作的涂層坩堝的加工制造方法。

背景技術

在單晶硅或多晶硅的制作中，目前普遍采用直拉法(CZ法)，就是沿著垂直方向從熔體中拉制單晶的方法。在制造設備中，有一個部件是石墨坩堝，它是用來承載內部的石英坩堝的。在使用過程中，由于石英坩堝和石墨坩堝的膨脹系數不同，而且硅蒸汽與石墨會產生侵蝕反應的原因，存在石墨坩堝龜裂、侵蝕失強等問題。而且，隨著單晶硅生長的晶體直徑越來越粗，相應的單晶爐的直徑也越做越大，這樣對熱場的可靠性也要求越來越高。由于現有坩堝強度的局限性，直徑越大那么其壁厚要求也越大，所以重量很重，而且熱容很高，導致操作笨重，耗能增加，成本提高。

作為不使用大尺寸石墨坩堝的技術，已經有申請人提出了包括通過長絲卷繞法使纖維成形為坩堝形狀、用樹脂或瀝青作為基質將其浸漬、然后進行燒制以制造由纖維復合材料制成的坩堝的技術，以及包括將碳纖維布貼附在成形模上、進行成型和固化以獲得碳纖維強化型塑料、然后浸漬并燒制以制造由C/C復合材制成的坩堝的技術。。。等等。例如專利號200910118210.X公開了一種中空網狀體的坩堝保持部件，利用多根繩股編織，形成網狀體的坩堝保持部件；但是這些編織形成的坩堝，都必須經過加入粘結劑、高溫碳化、氣相沉積的加工步驟，非常浪費時間，但是這些坩堝的邊緣都沒有做加強處理，而且沒有表面涂層處理，這樣在使用過程中，坩堝的邊緣部分非常容易腐蝕，導致強度不夠。另外，現有技術制造涂層坩堝的方法，在惰性氣氛爐內，根據涂層類別，通入不同類的氣體，在一定溫度下，涂層，燒結，得到坩堝的方法，生產時間長，生產效率低，成本高。

因此，現有技術的坩堝的制作方法還有提升的地方。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的是提供一種碳纖維復合材料編織的有封邊的涂層坩堝的制作方法，以解決現有技術的問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種涂層坩堝的制作方法，所述坩堝為一碳纖維繩或帶編織的環形中空網狀體；所述坩堝的制造過程中，包括：進行等離子熱噴涂或者是固體粉末溶液預浸再燒結的步驟。

依照本申請較佳實施例所述的制作方法，所述坩堝有封邊，包括：上封邊部、中環部和下封邊部，所述上封邊部、中環部和下封邊部依序連接，所述等離子熱噴涂采用碳化硅、碳化鎢、高溫金屬粉體或其他陶瓷粉體的其中一種作為表面封孔劑。

依照本申請較佳實施例所述的制作方法，所述坩堝有封邊，包括：上封邊部、中環部和下封邊部，所述上封邊部、中環部和下封邊部依序連接，所述固體粉末溶液預浸再燒結中，采用碳粉、石墨粉、熱解石墨粉、石墨烯、碳化硅、碳化鎢、高溫金屬粉體或其他陶瓷粉體的其中一種作為表面封孔劑，溶劑可以是樹脂或水等分散劑。

依照本申請較佳實施例所述的制作方法，在所述進行等離子熱噴涂或者是固體粉末溶液預浸再燒結的步驟前，還包括以下步驟：

步驟1:對坩堝的結構進行結構設計；

步驟2：根據結構設計，設計碳纖維繩的長度、數量；

步驟3：將碳纖維紗線編織成碳纖維繩；

步驟4：按照設計好的圖紙對碳纖維繩進行加工。