CN102352531A - 一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，包括以下步骤：a、坩埚喷涂，选取坩埚，将一定比例的氮化硅粉、纯水、固化剂溶液混合中速搅拌成氮化硅浆料，然后恒温喷涂在坩埚内壁上；b、坩埚装料，将硅料装入内壁喷涂有氮化硅涂层的坩埚内；c、投炉铸锭，将装好硅料的坩埚按照正常铸锭的工艺投炉运行，经过加热，融化，长晶，退火和冷却以后出炉。这种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺能使得氮化硅涂层迅速固化，同时涂层与坩埚的吸附效果非常好，质地坚硬，不容易被破坏，降低了坩埚在使用过程中的周转量，节约了以往铸锭生产中不可避免的用电量，烧结炉从此就可以不再使用，从而提高了生产效率且产品质量也很高。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶铸锭工艺，尤其是涉及一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺。
背景技术
目前，多晶铸锭的工艺流程一般包括坩埚喷涂，涂层烧结，装料，投炉铸锭。其中坩埚喷涂和涂层烧结是重要工艺缺一不可。铸锭使用的石英坩埚在使用前先在内壁喷涂一层氮化硅浆料，喷涂好的坩埚需要放入烧结炉中进行涂层的烧结，让这层氮化硅粉与坩埚内壁紧紧的结合在一起。经过高温烧结后的氮化硅涂层变得很坚硬，它在铸锭的过程中起到脱模机的作用。
在传统的生产过程中坩埚经过喷涂，涂层烧结这两道工序会积压着相当一部分的石英坩埚，而且整个喷涂过程是手工喷涂，员工的喷涂手法有差别，喷好的涂层质量也存在着差异，一旦氮化硅涂层喷涂不均匀，温度控制不好出现涂层剥落，铸锭时就会产生粘埚现象，影响硅锭的成品率。以一家光伏公司的铸锭车间为例，车间有铸锭炉72台，在生产不稳定的时候粘埚率高达8%，控制好的情况下粘埚率为5%。每年由于硅锭粘埚产生裂纹锭的重量约为30吨。这些裂纹锭只能清洗后重新回炉，算上加工费和硅原料的折损，公司损失巨大。另外一般烧结工艺需要在6个小时内加热到1000度的高温，并在1000度下保温4个小时，每烧结一炉坩埚都要耗电1000多度，每年烧结炉的电能消耗相当大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种免烧结且能够节约电能扩大产能的一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。
这种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，包括以下步骤：a、坩埚喷涂，选取坩埚，将一定比例的氮化硅粉、纯水、固化剂溶液混合中速搅拌成氮化硅浆料，然后恒温喷涂在坩埚内壁上；b、坩埚装料，将硅料装入内壁喷涂有氮化硅涂层的坩埚内；c、投炉铸锭，将装好硅料的坩埚按照正常铸锭的工艺投炉运行，经过加热，融化，长晶，退火和冷却以后出炉。
为了选择合适的坩埚，进一步地，所述步骤a中的坩埚为石英坩埚，且长、宽、高的尺寸分别为878mm、878mm、420mm。
为了能够配比出合适的氮化硅浆料，进一步地，所述步骤a中的氮化硅粉为400克、纯水1350ml、固化剂溶液250ml。
为了制的合适的固化剂溶液，再进一步地，所述步骤a中固化剂溶液由高纯聚乙烯醇粉末，通过研磨以后和纯水进行1:10的配比制成。
为了保证各浆料混合均匀，更进一步地，所述步骤a中的搅拌时间至少为10分钟。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：这种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺能使得氮化硅涂层迅速固化，同时涂层与坩埚的吸附效果非常好，质地坚硬，不容易被破坏，降低了坩埚在使用过程中的周转量，节约了以往铸锭生产中不可避免的用电量，烧结炉从此就可以不再使用，从而提高了生产效率且产品质量也很高。
具体实施方式：
下面通过具体实施方式对本发明进行详细描述：
一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，步骤如下：a、坩埚喷涂，选取长、宽、高分别为878mm、878mm、420mm的石英坩埚，研磨好400克进口氮化硅粉，同时用量杯量取1350ml的纯水，将配置好的250ml的固化剂溶液加入纯水里并开始搅拌，然后慢慢的用陶瓷勺子把氮化硅粉加入正在搅拌的纯水中,中速搅拌10分钟后开始向石英坩埚内壁喷涂，直到所有的氮化硅浆料全部喷涂完毕，喷涂过程保持温度稳定；所述固化剂溶液由高纯聚乙烯醇粉末，通过研磨以后和纯水进行1:10的配比制成；b、坩埚装料，当氮化硅浆料全部喷涂结束后，可以看出坩埚内壁的涂层比传统工艺形成的涂层要坚硬，涂层不会轻易剥落；此时就可以直接向坩埚内装入硅料，免去涂层烧结工序；装料时遵守正常装料的流程和工艺，不要人为的损坏氮化硅涂层；c、投炉铸锭，将装好硅料的坩埚按照正常铸锭的工艺投炉运行，经过加热，融化，长晶，退火和冷却以后出炉。硅锭出炉后没有出现粘埚缺角的现象，并且外观状态比正常烧结涂层铸锭的硅锭四壁更加光滑。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、坩埚喷涂，选取坩埚，将一定比例的氮化硅粉、纯水、固化剂溶液混合中速搅拌成氮化硅浆料，然后恒温喷涂在坩埚内壁上；
b、坩埚装料，将硅料装入内壁喷涂有氮化硅涂层的坩埚内；
c、投炉铸锭，将装好硅料的坩埚按照正常铸锭的工艺投炉运行，经过加热，融化，长晶，退火和冷却以后出炉。
2.根据权利要求1所述的坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，其特征在于，所述步骤a中的坩埚为石英坩埚，且长、宽、高的尺寸分别为878mm、878mm、420mm。
3.根据权利要求1所述的坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，其特征在于，所述步骤a中的氮化硅粉为400克、纯水1350ml、固化剂溶液250ml。
4.根据权利要求1所述的坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，其特征在于，所述步骤a中固化剂溶液由高纯聚乙烯醇粉末，通过研磨以后和纯水进行1:10的配比制成。
5.根据权利要求1所述的坩埚喷涂免烧结多晶铸锭工艺，其特征在于，所述步骤a中的搅拌时间至少为10分钟。
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