[發(fā)明專利]一種石墨坩堝的防護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910088610.4
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109665869A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 李曉麗;王東娟;戴培赟;殷銘良;陳紀亭;陳海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊工商職業(yè)學院
• 主分類號: C04B41/87
• 分類號: C04B41/87
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種石墨坩堝的防護方法，包括以下方法步驟，a，首先按照石墨坩堝的尺寸對石墨紙進行裁切，將厚度為0.8mm石墨紙裁剪成與坩堝內(nèi)徑尺寸相等的圓片平鋪在坩堝底部，將厚度為0.3mm的石墨紙裁切成矩形長條并卷成筒狀置于坩堝內(nèi)部，緊貼坩堝內(nèi)壁；b，將處理好的石墨坩堝放入金屬硅粉，在1500℃下進行反應燒結(jié)，坩堝底部和內(nèi)壁處的石墨紙與金屬硅粉反應形成碳化硅保護層，從而阻止Si與石墨坩堝本身的反應。本發(fā)明在坩堝的內(nèi)壁上生成碳化硅保護層，可以對坩堝進行保護，且可以防止出現(xiàn)開裂，提高了坩堝的抗熱振性、抗沖擊性，大幅延長了坩堝的使用壽命，且制作工藝方法簡單，原料成本低，適宜量化加工。

技術領域

本發(fā)明涉及化工防護技術領域，具體為一種石墨坩堝的防護方法。

背景技術

碳化硅陶瓷具有高溫強度和抗氧化性好、耐磨性能和熱穩(wěn)定性高、熱膨脹系數(shù)小、熱導率高、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)點，除了用作研磨劑和耐火材料，碳化硅產(chǎn)品在耐磨損部件和精密加工元件中的應用也逐漸增加。

目前碳化硅陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)中最常用的是反應燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法，反應燒結(jié)過程中，作為反應容器的石墨坩堝容易出現(xiàn)不同程度的開裂，受損坩堝的開裂位置通常集中在坩堝內(nèi)壁中底面和側(cè)面交叉處。由于金屬硅粉在高溫下熔融后聚集于坩堝底部，造成局部區(qū)域溫度過高，部分熔融硅與石墨坩堝反應形成碳化硅，在反應過程中伴隨體積膨脹。同時，在坩堝內(nèi)壁中底面與側(cè)面的交叉處曲率較大，造成應力集中，因此在反應膨脹過程中導致石墨坩堝沿此交叉圓周處開裂，從而釋放坩堝材料內(nèi)部的應力，針對以上所述，如何發(fā)明出一種石墨坩堝的防護方法，從而提高石墨坩堝使用壽命，降低碳化硅陶瓷及其他相關產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，成為我們需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨坩堝的防護方法，較大地提高了對坩堝的保護，延長了使用壽命，防止開裂。

本發(fā)明為解決上述現(xiàn)象，采用以下改性的技術方案，一種石墨坩堝的防護方法，包括以下方法步驟，

a，首先按照石墨坩堝的尺寸對石墨紙進行裁切，將厚度為0.8mm石墨紙裁剪成與坩堝內(nèi)徑尺寸相等的圓片平鋪在坩堝底部，將厚度為0.3mm的石墨紙裁切成矩形長條并卷成筒狀置于坩堝內(nèi)部，緊貼坩堝內(nèi)壁；

b，將處理好的石墨坩堝放入金屬硅粉，在1500℃下進行反應燒結(jié)，坩堝底部和內(nèi)壁處的石墨紙與金屬硅粉反應形成碳化硅保護層，從而阻止Si與石墨坩堝本身的反應。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方式，步驟a中，其中置于坩堝底部的石墨紙圓片為2～3層，緊貼于坩堝內(nèi)壁的石墨紙卷筒厚度也為2～3層。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方式，步驟a中，坩堝內(nèi)壁與坩堝底部的連接處為弧形結(jié)構(gòu)，則采用石墨粉末和2130#酚醛樹脂的混合物進行填充和粘接。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方式，步驟b中，所述金屬硅粉均勻平鋪于石墨紙頂部，厚度設為5mm。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明將通過利用金屬硅粉和石墨紙在高溫燒結(jié)情況下產(chǎn)生化學反應，在坩堝的內(nèi)壁上生成碳化硅保護層，可以對坩堝進行保護，且可以防止出現(xiàn)開裂，提高了坩堝的抗熱振性、抗沖擊性，大幅延長了坩堝的使用壽命，且制作工藝方法簡單，原料成本低，適宜量化加工。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供一種技術方案：一種石墨坩堝的防護方法，包括以下方法步驟，