[實用新型]一種坩堝托桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202221028202.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN217715903U
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉時偉;胡士偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江德鴻碳纖維復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 黃盼

本申請公開一種坩堝托桿，該坩堝托桿包括：碳纖維復(fù)合桿、碳過渡層和針刺碳復(fù)合層，碳過渡層固定連接于碳纖維復(fù)合桿的外周，針刺碳復(fù)合層覆蓋碳過渡層的外周，與碳過渡層固定連接；其中，碳纖維復(fù)合桿的密度低于針刺碳復(fù)合層的密度。本申請通過在碳纖維復(fù)合桿的外周依次固定連接碳過渡層和針刺碳復(fù)合層，形成接近實心結(jié)構(gòu)的坩堝托桿，以增強坩堝托桿的承重性能，提高了坩堝托桿的力學(xué)性能和使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及碳纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種坩堝托桿。

背景技術(shù)

坩堝托桿是單晶制備設(shè)備中不可缺少的支撐件，用于支撐單晶爐中的坩堝，以及用于與坩堝聯(lián)動。

現(xiàn)有技術(shù)中，普遍采用分段式坩堝托桿，其中，由石墨材料制成的托桿上節(jié)，以及由碳/碳保溫材料制成的托桿下節(jié)。隨單次硅晶制備量需求的不斷提升，現(xiàn)有分段式坩堝托桿難以承受坩堝以及硅料的全部重量，易造成坩堝托桿折斷，除此之外，由于純碳/碳復(fù)合材料預(yù)制體成型困難，現(xiàn)有技術(shù)中不存在純碳/碳復(fù)合材料的坩堝托桿。

因此，需要一種改進的坩堝托桿，以解決上述現(xiàn)存問題。

實用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本申請實施例提供了一種坩堝托桿，來解決傳統(tǒng)的坩堝托桿脆性大、強度低以及實心碳/碳復(fù)合材料預(yù)制體成型困難等問題，填補市場空缺，所述技術(shù)方案如下：

本申請?zhí)峁┝艘环N坩堝托桿，包括：碳纖維復(fù)合桿、碳過渡層和針刺碳復(fù)合層；

所述碳過渡層固定連接于所述碳纖維復(fù)合桿的外周，所述針刺碳復(fù)合層覆蓋所述碳過渡層的外周，與所述碳過渡層固定連接；所述碳纖維復(fù)合桿的密度低于所述針刺碳復(fù)合層的密度。

進一步地，所述碳纖維復(fù)合桿包括相鄰設(shè)置的多種徑向尺寸的碳纖維單元，相鄰碳纖維單元間粘接；所述碳纖維單元內(nèi)及相鄰碳纖維單元間具有孔隙。

進一步地，所述針刺碳復(fù)合層包括長纖維層和短纖維層，所述長纖維層與所述短纖維層交替層疊設(shè)置。

進一步地，所述長纖維層的重量占比為20％-30％，所述短纖維層的重量占比為70％-80％。

進一步地，所述碳過渡層與所述針刺碳復(fù)合層針刺連接，所述針刺碳復(fù)合層與所述碳過渡層針刺連接。

進一步地，所述碳纖維單元包括多個骨架碳纖維單元，多個所述骨架碳纖維單元依次相鄰設(shè)置，形成骨架結(jié)構(gòu)；所述骨架結(jié)構(gòu)的空缺中填充有多種徑向尺寸的填充碳纖維單元，所述填充碳纖維單元的徑向尺寸小于所述骨架碳纖維單元的徑向尺寸。

進一步地，所述多種徑向尺寸的碳纖維單元中各碳纖維單元的軸向長度相同。

進一步地，所述針刺碳復(fù)合層還包括錐體卡接部和坩堝卡接部，所述錐體卡接部與所述坩堝卡接部分別設(shè)置在所述碳纖維復(fù)合桿的兩端。

進一步地，所述碳纖維復(fù)合桿的密度為0.08g/cm³-0.20g/cm³。

進一步地，所述針刺碳復(fù)合層的密度大于等于1.2g/cm³。

本申請?zhí)峁┑囊环N坩堝托桿，具有如下技術(shù)效果：

1、本申請通過在碳纖維復(fù)合桿的外周依次固定連接碳過渡層和針刺碳復(fù)合層，形成接近實心結(jié)構(gòu)的坩堝托桿，以增強坩堝托桿的承重性能，避免在加大硅料投入至坩堝中，造成坩堝托桿折斷。

2、本申請中的坩堝托桿為接近實心結(jié)構(gòu)的碳/碳復(fù)合材料，碳/碳復(fù)合材料具有尺寸穩(wěn)定性好、抗熱振性好、強度高和使用壽命長等優(yōu)勢，顯著提高了坩堝托桿的力學(xué)性能和使用壽命。

3、本申請公開的坩堝托桿中，碳纖維復(fù)合桿的密度低于針刺碳復(fù)合層的密度，以形成減輕坩堝托桿的重量，減少制備成本。