[發明專利]一種保護型異型石墨坩堝及其使用方法

在審

• 申請號: 202110268810.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112877778A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 吳晶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱晶彩材料科技有限公司
• 主分類號: C30B29/36
• 分類號: C30B29/36;C30B28/14
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

1.一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于該石墨坩堝包括上蓋(1)、坩堝主體(2)、子坩堝(3)和外螺紋石墨管(4)；

上蓋(1)由圓筒狀蓋身(1-1)和位于蓋身中部的隔層(1-2)組成，在隔層(1-2)上設置內螺紋孔(1-3)，隔層(1-2)上部與蓋身形成上腔(1-4)、隔層(1-2)下部與蓋身形成下腔(1-5)；

坩堝主體(2)由殼體(2-1)、至少3個呈階梯狀降低的立柱(2-2)和保護槽(2-3)組成；

殼體(2-1)的外壁為圓筒形；

殼體(2-1)的內壁為圓筒形，殼體(2-1)的內部的底為圓弧形；在底和內壁相交處有一個環狀凸臺(2-4)，在凸臺(2-4)上均布呈階梯狀降低的立柱(2-2)，且立柱(2-2)與殼體的內壁連接成一體或固定連接在一起；

在殼體(2-1)的筒壁中均布氣孔(2-1-1)；氣孔(2-1-1)的上部開口設置在殼體(2-1)的上端面，氣孔(2-1-1)的下部開口在環狀凸臺(2-4)的側壁；

子坩堝(3)的底和壁上由篩板制成，子坩堝(3)放在立柱(2-2)的階梯上；以立柱(2-2)做為子坩堝(3)的支撐體；

保護槽(2-3)沿殼體(2-1)上口外沿一圈設置，保護槽(2-3)的上口高于上蓋(1)與殼體(2-1)的接觸面；

殼體(2-1)的筒壁中氣孔(2-1-1)的上部開口處設置有內螺紋，氣孔(2-1-1)上部開口與上蓋(1)內螺紋孔(1-3)的位置相對應，且均與外螺紋石墨管(4)的外螺紋相配合。

2.根據權利要求1所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于呈階梯狀降低的立柱(2-2)的個數為3～6個。

3.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于呈階梯狀降低的立柱(2-2)的階梯個數為2～6個。

4.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于氣孔(2-1-1)的個數為3～6個。

5.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于立柱(2-2)與氣孔(2-1-1)在殼體(2-1)的圓周上相間布置。

6.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于子坩堝(3)是用蜂窩狀多孔結構的篩板制成。

7.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于子坩堝(3)的側壁及底部厚度為5mm～10mm。

8.根據權利要求1或2所述的一種保護型異型石墨坩堝，其特征在于子坩堝(3)的蜂窩狀孔的孔徑為0.01～0.5mm。

9.權利要求1所述的一種保護型異型石墨坩堝的使用方法，其特征在于該方法按以下步驟進行：

一、將7N～9N硅顆粒或硅塊放在殼體的底部；

二、將碳粉放在子坩堝中，再將子坩堝放在立柱的階梯上；立柱起到固定子坩堝作用，且使殼體的內壁與子坩堝之間有一定空間，便于硅蒸汽擴散；

三、將上蓋蓋在殼體上，并保持殼體的氣孔的上部開口與上蓋的內螺紋孔位置相對應，再用外螺紋石墨管旋緊；

四、保護型異型石墨坩堝放在高溫爐中；

五、將外螺紋石墨管與氣源相連接；氣源為氬氣或氫氣；

六、將硅碳混合保護料放入坩堝主體的保護槽和上蓋的上腔中；

七、打開氣源閥門通過外螺紋石墨管向殼體的底部通入氣體，將高溫爐溫度升到1600～2100℃，保持6～12h，得到高純碳化硅多晶粉料。

10.根據權利要求9所述的一種保護型異型石墨坩堝的使用方法，其特征在于氣源的純度≥6N。