CN102992325B - 一种多晶硅还原炉用隔热罩及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多晶硅还原炉用隔热罩及其制备方法，包括筒状底节、筒状中节和筒状顶节且三者由下至上组装成一个同轴安装于多晶硅还原炉内的筒状隔热罩体，筒状底节与其上部相邻的筒状中节之间、筒状顶节与其下部相邻的筒状中节之间以及上下相邻两个筒状中节之间均通过止口连接，筒状底节、筒状中节和筒状顶节的顶底部外侧均设有环形凸台；其制备方法包括步骤：需制备筒状隔热罩体尺寸确定、预制体尺寸确定、预制体制作、预制体烘干硬化定型、化学气相渗透增密处理、机加工处理和化学气相沉积涂层处理。本发明结构设计合理、实用价值高、制备步骤简便且制备效率高、效果好，所制备的隔热罩各方面性能优异。
Description
技术领域
本发明属于炭/炭复合材料应用技术领域，尤其是涉及一种多晶硅还原炉用隔热罩及其制备方法。
背景技术
当前，迫于严峻的能源资源形势，基于对可再生能源的强烈需求，太阳能光伏行业迅猛发展，而多晶硅是太阳能光伏产品最基本的原材料。改良西门子法是当前应用最广的多晶硅生产工艺方法，还原炉是该方法所采用的重要设备。降低还原炉能耗对于提高多晶硅生产效益以至促进光伏行业发展是至关重要的，因而寻找一种耐高温、隔热性好又适应还原炉反应环境的隔热保温产品是最直接有效的节能降耗思路。炭/炭复合材料因其诸多优异性能，如密度低、比强度高、耐高温、耐腐蚀、抗热冲击、热膨胀量小以及可设计性好等，已跳出仅有的航空航天领域，受到越来越多领域的青睐，也恰到好处地符合了多晶硅还原炉节能降耗的要求。
国内外对还原炉隔热罩也有过一些探索和应用，主要有石英、石墨、炭/炭板材和复合炭毡等材质的隔热罩。其中，石英和石墨产品热导率高，节能效果不佳，材质脆弱，经受热冲击、气体腐蚀或机械碰撞后容易碎裂，且受加工成型方式限制，不能制备大尺寸隔热罩。而炭/炭板材一般采用拼接固定的方式组合成整体，整体性差，容易变形，节能效果也不好。复合炭毡在使用时容易分层，寿命短，更换频繁。
2007年01月03日公开的专利号为200610043184.5的发明专利申请文件和2010年02月03日公开的专利号为200910022540.9的发明专利申请文件，均公开了晶体硅生产用炭/炭隔热屏的制备方法，前者用于单晶硅拉制炉及多晶硅冶炼炉，使用环境没有还原炉中的气流冲刷和腐蚀环境恶劣；后者用于多晶硅氢化炉，对隔热罩纯度要求不如还原炉中高，并且，上述两种制备方法都应用到液相浸渍与炭化方式增密工序，又必须使用高温纯化处理来改善隔热罩性能和降低隔热罩灰分，这种方法生产周期长，生产效率低，且受浸渍设备大小限制，不能生产直径2000mm以上的隔热罩，不利于还原炉向大尺寸、高效率的方向发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构设计合理、经济实用且生产周期短、各项性能优异的多晶硅还原炉用隔热罩。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征在于：包括筒状底节和扣装于筒状底节上的筒状顶节，所述筒状底节和筒状顶节的外径和壁厚均相同，所述筒状底节和筒状顶节的外径均为1000mm～3000mm且二者的高度均为300mm～1000mm，所述筒状顶节的底部与筒状底节的顶部之间通过止口进行连接；所述筒状底节和所述筒状顶节的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台，所述环形凸台的高度为20mm～100mm且其厚度为1mm～5mm；所述筒状底节和筒状顶节组装成一个同轴安装于多晶硅还原炉内的筒状隔热罩体。
上述一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征是：还包括布设于筒状底节和筒状顶节之间的一节或多节筒状中节，所述筒状中节的外径和壁厚均与筒状底节和筒状顶节的外径和壁厚相同；所述筒状底节与其上部相邻的筒状中节之间、筒状顶节与其下部相邻的筒状中节之间以及上下相邻两个筒状中节之间均通过止口进行连接；所述筒状中节的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台；所述筒状底节、筒状中节和筒状顶节由下至上组成一个同轴安装于多晶硅还原炉内的筒状隔热罩体。
上述一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征是：所述筒状顶节通过多个顶部固定螺栓同轴安装在多晶硅还原炉的炉体内，多个所述顶部固定螺栓沿圆周方向均匀布设在筒状顶节的顶部，且多个所述顶部固定螺栓的螺栓杆均由筒状顶节的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉的炉体顶部内侧对应设置有多个分别供多个所述顶部固定螺栓固定的顶部固定螺母；所述筒状底节通过多个底部固定螺栓同轴安装在多晶硅还原炉的炉体内，多个所述底部固定螺栓沿圆周方向均匀布设在筒状底节的底部，且多个所述底部固定螺栓的螺栓杆均由筒状底节的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉的炉体底部内侧对应设置有多个分别供多个所述底部固定螺栓固定的底部固定螺母。
上述一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征是：所述顶部固定螺栓和底部固定螺栓均为炭/炭复合材料螺栓或带有防护结构的钢质螺栓，所述防护结构包括同轴套装在所述钢质螺栓外侧的圆环套和布设在圆环套内端部上且中部开有气孔的圆形帽，所述圆环套和圆形帽组成对所述钢质螺栓进行防护的防护套体；所述圆环套和圆形帽均为炭/炭复合材料或石墨材料。
上述一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征是：所述筒状顶节的顶部沿圆周方向对应开有多个分别供多个所述顶部固定螺栓安装的顶部螺栓安装孔或顶部固定凹槽，所述筒状底节的底部对应开有多个分别供多个所述底部固定螺栓安装的底部螺栓安装孔或底部固定凹槽；所述筒状隔热罩体的侧壁上开有圆形通孔，所述圆形通孔的数量、布设位置和大小均与多晶硅还原炉的炉体上所设置观测孔的数量、布设位置和大小一致。
上述一种多晶硅还原炉用隔热罩，其特征是：所述止口为上下扣合的两个台阶面或上下扣合的两个坡面，所述坡面与水平面之间的倾斜角度为30°～60°。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简便、实现方便且所制备隔热罩性能优良的多晶硅还原炉用隔热罩的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚；
步骤二、筒状底节与筒状顶节预制体尺寸确定：先根据步骤一中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备筒状底节和筒状顶节的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节的预制体一和筒状顶节的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定；
步骤三、预制体制作：根据步骤二中所确定的所述预制体一和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一和预制体二分别进行制作；
所述预制体一和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一和预制体二均为圆筒状；
步骤四、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤三中制作的所述预制体一和预制体二保温1h～5h；
步骤五、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤四中烘干硬化定型后的所述预制体一和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节和筒状顶节的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种；
步骤六、机加工处理：按照需制备筒状底节和筒状顶节的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤五中所获得的筒状底节和筒状顶节的半成品进行机加工处理，获得筒状底节和筒状顶节的初步产品；
步骤七、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤六中所获得筒状底节和筒状顶节的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节和筒状顶节的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节和筒状顶节的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节和筒状顶节的成型产品，且筒状底节和筒状顶节的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。
另外，本发明还公开了一种方法步骤简便、实现方便且所制备隔热罩性能优良的多晶硅还原炉用隔热罩的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤Ⅰ、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉（6）的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚；
步骤Ⅱ、筒状中节的数量以及筒状底节、筒状中节与筒状顶节的预制体尺寸确定：先根据步骤Ⅰ中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备筒状中节的数量以及筒状底节、筒状中节和筒状顶节的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节的预制体一、筒状中节的预制体三和筒状顶节的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定；
步骤Ⅲ、预制体制作：根据步骤Ⅱ中所确定的所述预制体一、预制体三和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一、预制体三和预制体二分别进行制作；
所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一、预制体三和预制体二均为圆筒状；
步骤Ⅳ、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤Ⅲ中制作的所述预制体一、预制体三和预制体二保温1h～5h；
步骤Ⅴ、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅳ中烘干硬化定型后的所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节、筒状中节和筒状顶节的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种；
步骤Ⅵ、机加工处理：按照需制备筒状底节、筒状中节和筒状顶节的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤Ⅴ中所获得的筒状底节、筒状中节和筒状顶节的半成品进行机加工处理，获得筒状底节、筒状中节和筒状顶节的初步产品；
步骤Ⅶ、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅵ中所获得筒状底节、筒状中节和筒状顶节的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节、筒状中节和筒状顶节的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节、筒状中节和筒状顶节的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节、筒状中节和筒状顶节的成型产品，且筒状底节、筒状中节和筒状顶节的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。
上述方法，其特征是：步骤三中针刺密度25针/cm2～45针/cm2，步骤五中进行化学气相渗透增密处理时，炉内气压为2KPa～10KPa。
上述方法，其特征是：所述成型产品的灰分含量为500ppm以下，且其导热系数为5W/m·K～30W/m·K。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、合理的结构设计，便于制造、装配、使用、维修和零件更换。
2、通过止口结构锁合，各筒状节段按顺序依次堆叠后能保证上下同轴。在筒状节段的外圆上下两端设有环形凸台，使筒状结构上下端增加一定厚度，并且用螺栓将隔热罩固定于还原炉内，实际装配非常简便，省时省力。隔热罩壁上设有一个或多个通孔，并能够从通孔观测到隔热罩内腔。综上，本发明所采用的隔热罩设有方便组装并可自身叠合的止口结构、利于吊装并有局部加强作用的环形凸台、用于固定在还原炉内壁的固定凹槽和用于观测隔热罩内腔的通孔等实用设计，即其在方便性、安全性、实用性和耐用性均具有较大优势。
3、隔热罩使用效果好，具有足够的强度和良好的整体性，在使用期限内，不会出现起包、分层、脱落、变形和坍塌等情况。
4、制备方法设计合理，采用先将预制体烘干硬化定型后采用化学气相渗透增密，当密度达到要求后依次经过机械加工处理和化学气相沉积涂层处理制得，其中，预制体的尺寸在筒状结构的高度、外径上进行一定放大且在内径上进行一定缩小。烘干硬化是将预制体在一定温度下保温一段时间，从而具有一定刚度。这个刚度能够明显减小后续制备过程中隔热罩毛坯的变形量，保证后续机加工出规则的产品。化学气相渗透是在高温下通入含碳的有机气体，气体在预制体或毛坯孔隙内裂解形成炭基体以使制品增密。当密度达到一定要求后，经过机械加工处理得到要求的形状。机械加工要进行必要的装夹矫形，保证加工出要求尺寸的隔热罩。再将已成型的隔热罩进行化学气相沉积处理，在其表面形成一层致密的防护性涂层。如此，制得各项性能优异的隔热罩。隔热罩毛坯是指从化学气相渗透增密开始到机械加工完成后过程中的未成型隔热罩，变形量是指隔热罩毛坯的椭圆或扭曲变形量。
5、所采用的隔热罩将预制体经烘干硬化定型后采用化学气相渗透增密达到要求密度，然后依次经过机械加工处理和化学气相沉积涂层制得，方便制造、装配、使用、维修和零件更换，并且制备的隔热罩各方面性能优异，如抗气流冲刷和腐蚀能力强，使用寿命长；隔热保温性能好，能大大降低还原炉能耗；生产周期短，成本低；纯度高，在还原炉中使用不会降低多晶硅产品纯度等。
6、隔热罩生产效率高，制备周期短；隔热保温性好，节约还原炉电耗40%～50%；热膨胀系数小，在温度变化时尺寸稳定；抗气流冲刷和腐蚀能力强，使用寿命长达8000h以上；杂质含量低，不污染多晶硅产品；尺寸上也能满足目前大小不同的多晶硅还原炉。
综上所述，本发明结构设计合理、实用价值高、制备步骤简便且制备效率高、效果好，所制备的多晶硅用隔热罩各方面性能优异。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明所采用隔热罩的使用状态参考图。
图2为图1中Ⅰ处的局部放大示意图。
图3为图1中Ⅱ处的局部放大示意图。
图4为图1中Ⅲ处的局部放大示意图。
图5为本发明对隔热罩进行制备时的制备方法流程框图。
附图标记说明:
1—筒状底节； 2—筒状中节； 3—筒状顶节；
4—圆形通孔； 5—观测孔； 6—多晶硅还原炉；
7—顶部固定凹槽； 8—顶部固定螺栓； 9—顶部固定螺母；
10—环形凸台； 11—止口； 12—底部固定凹槽；
13—底部固定螺栓； 14—圆形帽； 15—圆环套；
16—底部固定螺母。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3及图4所示的一种多晶硅还原炉用隔热罩，包括筒状底节1和扣装于筒状底节1上的筒状顶节3，所述筒状底节1和筒状顶节3的外径和壁厚均相同，所述筒状底节1和筒状顶节3的外径均为1000mm～3000mm且二者的高度均为300mm～1000mm。同时，还包括布设于筒状底节1和筒状顶节3之间的一节或多节筒状中节2，所述筒状中节2的外径和壁厚均与筒状底节1和筒状顶节3的外径和壁厚相同。所述筒状底节1与其下部相邻的筒状中节2之间、筒状顶节3与其上部相邻的筒状中节2之间以及上下相邻两个筒状中节2之间均通过止11进行连接。所述筒状中节2的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台10。所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3由下至上组成一个同轴安装于多晶硅还原炉6内的筒状隔热罩体。所述筒状底节1和所述筒状顶节3的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台10，所述环形凸台10的高度为20mm～100mm且其厚度为1mm～5mm。也就是说，所述筒状底节1的顶底部和所述筒状顶节3的顶底部外侧，均沿圆周设置有一道环形凸台10。
实际制备时，所采用的环形凸台10的上下起始处为垂直面或坡面，所述环形凸台10起方便装夹起吊或增加止口11处局部强度的作用。所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的壁厚相同，且三者的壁厚均为10mm～20mm。
本实施例中，所述筒状隔热罩体的侧壁上开有圆形通孔4，所述圆形通孔4的数量、布设位置和大小均与多晶硅还原炉6的炉体上所设置观测孔5的数量、布设位置和大小一致。实际使用时，通过观测孔5和圆形通孔4便可在外部观测到圆形通孔4内部。
所述筒状顶节3通过多个顶部固定螺栓8同轴安装在多晶硅还原炉6的炉体内，多个所述顶部固定螺栓8沿圆周方向均匀布设在筒状顶节3的顶部，且多个所述顶部固定螺栓8的螺栓杆均由筒状顶节3的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉6的炉体顶部内侧对应设置有多个分别供多个所述顶部固定螺栓8固定的顶部固定螺母9。所述筒状底节1通过多个底部固定螺栓13同轴安装在多晶硅还原炉的炉体内，多个所述底部固定螺栓13沿圆周方向均匀布设在筒状底节1的底部，且多个所述底部固定螺栓13的螺栓杆均由筒状底节1的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉的炉体底部内侧对应设置有多个分别供多个所述底部固定螺栓13固定的底部固定螺母16。
本实施例中，多个所述顶部固定螺母9和多个所述底部固定螺母16均以焊接方式固定于所述多晶硅还原炉6的炉体内壁上。
所述顶部固定螺栓8和底部固定螺栓13的数量为很均为8个～16个。具体制备时，可根据实际需要，对顶部固定螺栓8和底部固定螺栓13的数量进行相应调整。
实际进行装配时，通过所述顶部固定螺栓8和底部固定螺栓13能简便将所述筒状隔热罩体固定于多晶硅还原炉6内，并保证所述筒状隔热罩体与多晶硅还原炉6呈同轴布设。
本实施例中，所述顶部固定螺栓8和底部固定螺栓13均为炭/炭复合材料螺栓或带有防护结构的钢质螺栓，所述防护结构包括同轴套装在所述钢质螺栓外侧的圆环套15和布设在圆环套15内端部上且中部开有气孔的圆形帽14，所述圆环套15和圆形帽14组成对所述钢质螺栓进行防护的防护套体。所述圆环套15和圆形帽14均为炭/炭复合材料或石墨材料。
实际制备时，所述圆环套15的外侧沿圆周方向设置有一道或多道环形凸台。
本实施例中，所述顶部固定螺栓8为炭/炭复合材料螺栓，所述底部固定螺栓13为带有防护结构的钢质螺栓。
实际制备时，所述筒状顶节3的顶部沿圆周方向对应开有多个分别供多个所述顶部固定螺栓8安装的顶部螺栓安装孔或顶部固定凹槽7，所述筒状底节1的底部沿圆周方向对应开有多个分别供多个所述底部固定螺栓13安装的底部螺栓安装孔或底部固定凹槽12。
本实施例中，所述筒状顶节3的顶部沿圆周方向对应开有多个分别供多个所述顶部固定螺栓8安装的顶部固定凹槽7，且所述筒状底节1的底部沿圆周方向对应开有多个分别底部固定凹槽12。
具体制备时，所述止口11为上下扣合的两个台阶面或上下扣合的两个坡面，所述坡面与水平面之间的倾斜角度为30°～60°。实际装配时，通过所述止口11，不用其它辅助工具便可直接、简便将筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3由下至上同轴组装为一体。
本实施例中，所述止口11为上下扣合的两个坡面。
本实施例中，所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的外径均为1500mm且三者的内径均为1470mm，筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的壁厚均为15mm。所述筒状中节2的数量为3个。
实际使用时，也可以根据具体需要，具体是根据所安装多晶硅还原炉6的炉体内部结构和尺寸，对所述筒状中节2的数量进行相应调整，并将所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的外径在1000mm～3000mm范围内进行相应调整，相应将筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的高度在300mm～1000mm范围内进行相应调整，同时将筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的壁厚在10mm～20mm的范围内进行相应调整。
如图5所示的一种多晶硅还原炉用隔热罩的制备方法，包括以下步骤：
步骤Ⅰ、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉6的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚。
本实施例中，所述筒状隔热罩体的外径为1500mm，壁厚为15mm，且其高度为2440mm。
步骤Ⅱ、筒状中节的数量以及筒状底节、筒状中节与筒状顶节的预制体尺寸确定：先根据步骤Ⅰ中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备筒状中节2的数量以及筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节1的预制体一、筒状中节2的预制体三和筒状顶节3的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定。
本实施例中，所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的外径均为1500mm，内径均为1470mm，壁厚均为15mm，且三者的高度均为500mm。相应地，所述预制体一、预制体三和预制体二的外径均为1525mm，内径均为1440mm，且三者的高度均为550mm。
步骤Ⅲ、预制体制作：根据步骤Ⅱ中所确定的所述预制体一、预制体三和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一、预制体三和预制体二分别进行制作。
所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一、预制体三和预制体二均为圆筒状。
实际制作时，所述炭布为平纹或斜纹。
实际对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，三者的制作方法均相同。本实施例中，对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，均采用12K平纹炭布和短碳纤维网胎交替环向铺层缠绕，并在厚度方向引入增强纤维，制得三向结构的预制体，且制成所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度均为0.35g/cm3。
实际制作时，也可采用6k～48K的其它类型炭布，并且可根据实际需要对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度进行相应调整。
本实施例中，对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，针刺密度25针/cm2～45针/cm2。
步骤Ⅳ、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤Ⅲ中制作的所述预制体一、预制体三和预制体二保温1h～5h。
本实施例中，将所述预制体一、预制体三和预制体二均在200℃温度条件下保温2h。
步骤Ⅴ、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅳ中烘干硬化定型后的所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种。
实际进行化学气相渗透增密处理时，所述含碳元素的有机气体的流量为10m3/h～30m3/h。
本实施例中，所通入的含碳元素的有机气体为天然气，通过化学气相渗透增密处理使得所通入有机气体裂解成炭以对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二分别增密处理。
本实施例中，在900℃温度条件下进行化学气相渗透增密处理。实际制备时，可根据实际需要对上述温度进行相应调整。实际进行化学气相渗透增密处理时，炉内气压为2KPa～10KPa。并且，化学气相渗透增密处理完成后，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品的密度为0.90g/cm3以上且不超过1.30g/cm3，
步骤Ⅵ、机加工处理：按照需制备筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤Ⅴ中所获得的筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品进行机加工处理，获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品。
实际进行机加工时，主要是对筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品的内外直径、高度、环形凸台10、止口11和圆形通孔4进行加工，另外对于筒状底节1和筒状顶节3的半成品还需分别加工顶部固定凹槽7和底部固定凹槽12，具体采用车床或铣床进行加工，变形的筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品采用装夹矫形方式加工。
本实施例中，机加工完成后，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品的外径均为1500mm，内径均为1470mm且三者的高度均为500mm，组装后所获的筒状隔热罩体的总高度为2440mm；所述环形凸台10的厚度为3mm且其高度为40mm，所述环形凸台10的起始处为坡面；所述止口11为上下扣合的两个坡面，且所述止口11中的坡面的倾斜角度为45°；所述圆形通孔4的直径为40mm，所述顶部固定凹槽7和底部固定凹槽12的数量均为8个，所述顶部固定凹槽7的宽度为20mm且其深度为40mm，所述底部固定凹槽12的宽度为40mm且其深度为70mm。
实际使用时，也可以根据具体需要，对环形凸台10的高度和厚度分别进行调整，具体是将环形凸台10的高度在20mm～100mm范围内进行调整，且将其厚度在1mm5mm范围内进行相应调整。
步骤Ⅶ、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅵ中所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品，且筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。所述化学气相沉积涂层为热解炭材质涂层，其为一层防护性涂层。
本实施例中，进行化学气相沉积涂层处理时，在900℃温度条件下进行处理，所通入的含碳元素的有机气体的流量为10m3/h～30m3/h，且所通入的含碳元素的有机气体为天然气。
本实施例中，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度达到0.95g/cm3以上，但不超过1.35g/cm3。
本实施例中，所制备完成筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的灰分含量均为500ppm以下，且三者的导热系数均为5W/m·K～30W/m·K。具体而言，成型产品的碳元素纯度高，灰分含量为500ppm以下；垂直炭布铺层方向的导热系数为5W/m·K～30W/m·K，平行炭布铺层方向的热膨胀系数为（1～5）×10-6/K；垂直炭布铺层方向的抗压强度为50MPa～200MPa；垂直炭布铺层方向的弯曲强度为50Mpa～150MPa。
实施例2
本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的结构与实施例1不同的是：所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的外径均为2500mm，内径均为2460mm，且三者的高度均为600mm，所述筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的壁厚均为20mm。本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的其它部分结构和连接关系均与实施例1相同。
本实施例中，所采用的隔热罩制备方法，与实施例1不同的是：步骤Ⅱ中所确定所述预制体一、预制体三和预制体二的外径均为2530mm，内径均为2420mm，且三者的高度均为650mm；步骤Ⅲ中对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，采用24K斜纹炭布和短碳纤维网胎交替铺层缠绕，并在厚度方向引入增强纤维，制得三向结构的预制体，且制成所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度均为0.45g/cm3；步骤Ⅳ中进行预制体烘干硬化定型是，将所述预制体一、预制体三和预制体二均在250℃温度条件下保温3h；步骤Ⅴ中进行化学气相渗透增密处理是，在1350℃温度条件下，分别对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度0.90g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯和丙烷混合形成的混合气体且二者之间的体积比为1︰1；步骤Ⅵ中进行机加工处理后，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品的外径均为2500mm，内径均为2460mm且三者的高度均为600mm，组装后所获的筒状隔热罩体的总高度为2960mm；所述环形凸台10的厚度为3mm且其高度为60mm，所述环形凸台10的起始处为坡面；所述止口11为上下扣合的两个台阶面，台阶落高10mm且宽度均为10mm；所述圆形通孔4的直径为50mm，所述顶部固定凹槽7和底部固定凹槽12的数量均为8个，所述顶部固定凹槽7的宽度为20mm且其深度为50mm，所述底部固定凹槽12的宽度为40mm且其深度为80mm；步骤Ⅶ中进行化学气相沉积涂层处理时，在1350℃的温度条件下，分别对筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体为丙烯和丙烷混合形成的混合气体且二者之间的体积比为1︰1；所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度均为1.05g/cm3～1.35g/cm3。本实施例中，所采用隔热罩制备方法的其它方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实际使用时，可根据实际需要，将所述含碳元素的有机气体中丙烯和丙烷的体积比在（1～3）︰（3～1）。
实施例3
本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的结构与实施例1不同的是：所述多晶硅还原炉用隔热罩仅包括筒状底节1和筒状顶节3，且所述筒状顶节3的底部与筒状底节1的顶部之间通过止口11进行连接，所述筒状底节1和筒状顶节3组装成一个同轴安装于多晶硅还原炉6内的筒状隔热罩体。本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的其它部分结构和连接关系均与实施例1相同。
本实施例中，所采用的隔热罩制备方法，包括以下步骤：
步骤一、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉6的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚。
步骤二、筒状底节与筒状顶节预制体尺寸确定：先根据步骤一中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备筒状底节1和筒状顶节3的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节1的预制体一和筒状顶节3的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定。
步骤三、预制体制作：根据步骤二中所确定的所述预制体一和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一和预制体二分别进行制作。
所述预制体一和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一和预制体二均为圆筒状。
步骤四、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤三中制作的所述预制体一和预制体二保温1h～5h。
步骤五、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤四中烘干硬化定型后的所述预制体一和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1和筒状顶节3的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种。
步骤六、机加工处理：按照需制备筒状底节1和筒状顶节3的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤五中所获得的筒状底节1和筒状顶节3的半成品进行机加工处理，获得筒状底节1和筒状顶节3的初步产品。
步骤七、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤六中所获得筒状底节1和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节1和筒状顶节3的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节1和筒状顶节3的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节1和筒状顶节3的成型产品，且筒状底节1和筒状顶节3的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。
实施例4
本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的结构均与实施例1相同。
本实施例中，所采用的隔热罩制备方法，与实施例1不同的是：步骤Ⅲ中对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，采用32K斜纹炭布和短碳纤维网胎交替铺层缠绕，并在厚度方向引入增强纤维，制得三向结构的预制体，且制成所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度均为0.48g/cm3；步骤Ⅳ中进行预制体烘干硬化定型是，将所述预制体一、预制体三和预制体二均在270℃温度条件下保温1.5h；步骤Ⅴ中进行化学气相渗透增密处理是，在900℃温度条件下，分别对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品；步骤Ⅶ中进行化学气相沉积涂层处理时，在900℃的温度条件下，分别对筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。本实施例中，所采用隔热罩制备方法的其它方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例5
本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的结构均与实施例1相同。
本实施例中，所采用的隔热罩制备方法，与实施例1不同的是：步骤Ⅲ中对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，采用48K斜纹炭布和短碳纤维网胎交替铺层缠绕，并在厚度方向引入增强纤维，制得三向结构的预制体，且制成所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度均为0.50g/cm3；步骤Ⅳ中进行预制体烘干硬化定型是，将所述预制体一、预制体三和预制体二均在300℃温度条件下保温1h；步骤Ⅴ中进行化学气相渗透增密处理是，在1000℃温度条件下，分别对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品；步骤Ⅶ中进行化学气相沉积涂层处理时，在1000℃的温度条件下，分别对筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。本实施例中，所采用隔热罩制备方法的其它方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
实施例6
本实施例中，所采用的多晶硅还原炉用隔热罩的结构均与实施例1相同。
本实施例中，所采用的隔热罩制备方法，与实施例1不同的是：步骤Ⅲ中对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行制作时，采用24K斜纹炭布和短碳纤维网胎交替铺层缠绕，并在厚度方向引入增强纤维，制得三向结构的预制体，且制成所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的密度均为0.25g/cm3；步骤Ⅳ中进行预制体烘干硬化定型时，将所述预制体一、预制体三和预制体二均在100℃温度条件下保温5h；步骤Ⅴ中进行化学气相渗透增密处理是，在1150℃温度条件下，分别对所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的半成品；步骤Ⅶ中进行化学气相沉积涂层处理时，在1150℃的温度条件下，分别对筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的初步产品进行化学气相沉积处理，所获得筒状底节1、筒状中节2和筒状顶节3的成型产品的密度均为0.85g/cm3～1.35g/cm3。本实施例中，所采用隔热罩制备方法的其它方法步骤和工艺参数均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种制备多晶硅还原炉用隔热罩的方法，该多晶硅还原炉用隔热罩包括筒状底节（1）和扣装于筒状底节（1）上的筒状顶节（3），所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径和壁厚均相同，所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径均为1000mm～3000mm且二者的高度均为300mm～1000mm，所述筒状顶节（3）的底部与筒状底节（1）的顶部之间通过止口（11）进行连接；所述筒状底节（1）和所述筒状顶节（3）的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台（10），所述环形凸台（10）的高度为20mm～100mm且其厚度为1mm～5mm；所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）组装成一个同轴安装于多晶硅还原炉（6）内的筒状隔热罩体，所述止口（11）为上下扣合的两个台阶面或上下扣合的两个坡面，所述坡面与水平面之间的倾斜角度为30°～60°，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉（6）的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚；
步骤二、筒状底节与筒状顶节预制体尺寸确定：先根据步骤一中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备的筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节（1）的预制体一和筒状顶节（3）的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定；
步骤三、预制体制作：根据步骤二中所确定的所述预制体一和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一和预制体二分别进行制作；
所述预制体一和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一和预制体二均为圆筒状；
步骤四、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤三中制作的所述预制体一和预制体二保温1h～5h；
步骤五、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤四中烘干硬化定型后的所述预制体一和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节（1）和筒状顶节（3）的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种；
步骤六、机加工处理：按照需制备筒状底节（1）和筒状顶节（3）的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤五中所获得的筒状底节（1）和筒状顶节（3）的半成品进行机加工处理，获得筒状底节（1）和筒状顶节（3）的初步产品；
步骤七、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤六中所获得筒状底节（1）和筒状顶节（3）的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节（1）和筒状顶节（3）的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节（1）和筒状顶节（3）的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节（1）和筒状顶节（3）的成型产品，且筒状底节（1）和筒状顶节（3）的成型产品的密度均为0.85 g/cm3～1.35g/cm3。
2.一种制备多晶硅还原炉用隔热罩的方法，该多晶硅还原炉用隔热罩包括筒状底节（1）和扣装于筒状底节（1）上的筒状顶节（3），所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径和壁厚均相同，所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径均为1000mm～3000mm且二者的高度均为300mm～1000mm，所述筒状顶节（3）的底部与筒状底节（1）的顶部之间通过止口（11）进行连接；所述筒状底节（1）和所述筒状顶节（3）的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台（10），所述环形凸台（10）的高度为20mm～100mm且其厚度为1mm～5mm；所述筒状底节（1）和筒状顶节（3）组装成一个同轴安装于多晶硅还原炉（6）内的筒状隔热罩体，所述止口（11）为上下扣合的两个台阶面或上下扣合的两个坡面，所述坡面与水平面之间的倾斜角度为30°～60°；该多晶硅还原炉用隔热罩还包括布设于筒状底节（1）和筒状顶节（3）之间的一节或多节筒状中节（2），所述筒状中节（2）的外径和壁厚均与筒状底节（1）和筒状顶节（3）的外径和壁厚相同；所述筒状底节（1）与其上部相邻的筒状中节（2）之间、筒状顶节（3）与其下部相邻的筒状中节（2）之间以及上下相邻两个筒状中节（2）之间均通过止口（11）进行连接；所述筒状中节（2）的顶底部外侧均沿圆周设置有一道环形凸台（10）；所述筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）由下至上组成一个同轴安装于多晶硅还原炉（6）内的筒状隔热罩体，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤Ⅰ、需制备筒状隔热罩体尺寸确定：根据多晶硅还原炉（6）的内径和内部高度，确定需制备的所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚；
步骤Ⅱ、筒状中节的数量以及筒状底节、筒状中节与筒状顶节的预制体尺寸确定：先根据步骤Ⅰ中所确定所述筒状隔热罩体的外径、高度和壁厚，对需制备的筒状中节（2）的数量以及筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的外径、高度和壁厚分别进行确定，再相应对筒状底节（1）的预制体一、筒状中节（2）的预制体三和筒状顶节（3）的预制体二的外径、高度和壁厚分别进行确定；
步骤Ⅲ、预制体制作：根据步骤Ⅱ中所确定的所述预制体一、预制体三和预制体二的外径、高度和壁厚，对所述预制体一、预制体三和预制体二分别进行制作；
所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二均为先采用6k～48K炭布与短炭纤维网胎交替环向铺层构成平面纤维，再采用针刺工艺在垂直炭布方向引入增强纤维后制成的体积密度为0.25g/cm3～0.50g/cm3的三向结构隔热罩预制体，其中，K代表丝束千根数；所述预制体一、预制体三和预制体二均为圆筒状；
步骤Ⅳ、预制体烘干硬化定型：采用烘干设备在100℃～300℃温度条件下，分别对步骤Ⅲ中制作的所述预制体一、预制体三和预制体二保温1h～5h；
步骤Ⅴ、化学气相渗透增密处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅳ中烘干硬化定型后的所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二进行增密处理，直至所述预制体一、所述预制体三和所述预制体二的体积密度为0.80g/cm3～1.30g/cm3，则获得筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的半成品；所述含碳元素的有机气体为丙烯、丙烷和天然气的一种或多种；
步骤Ⅵ、机加工处理：按照需制备筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的结构和尺寸，采用机加工设备，分别对步骤Ⅴ中所获得的筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的半成品进行机加工处理，获得筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的初步产品；
步骤Ⅶ、化学气相沉积涂层处理：采用内部通入含碳元素的有机气体的化学气相沉积炉，且在800℃～1500℃的温度条件下，分别对步骤Ⅵ中所获得筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的初步产品进行化学气相沉积处理；且化学气相沉积处理过程中，所通入的所述含碳元素的有机气体与筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的初步产品外表面接触并发生气相沉炭反应，相应分别在筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的初步产品外表面形成一层化学气相沉积涂层，此时获得筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的成型产品，且筒状底节（1）、筒状中节（2）和筒状顶节（3）的成型产品的密度均为0.85 g/cm3～1.35g/cm3。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述筒状顶节（3）通过多个顶部固定螺栓（8）同轴安装在多晶硅还原炉（6）的炉体内，多个所述顶部固定螺栓（8）沿圆周方向均匀布设在筒状顶节（3）的顶部，且多个所述顶部固定螺栓（8）的螺栓杆均由筒状顶节（3）的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉（6）的炉体顶部内侧对应设置有多个分别供多个所述顶部固定螺栓（8）固定的顶部固定螺母（9）；所述筒状底节（1）通过多个底部固定螺栓（13）同轴安装在多晶硅还原炉的炉体内，多个所述底部固定螺栓（13）沿圆周方向均匀布设在筒状底节（1）的底部，且多个所述底部固定螺栓（13）的螺栓杆均由筒状底节（1）的内部向外穿出，所述多晶硅还原炉的炉体底部内侧对应设置有多个分别供多个所述底部固定螺栓（13）固定的底部固定螺母（16）。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：所述顶部固定螺栓（8）和底部固定螺栓（13）均为炭/炭复合材料螺栓或带有防护结构的钢质螺栓，所述防护结构包括同轴套装在所述钢质螺栓外侧的圆环套（15）和布设在圆环套（15）内端部上且中部开有气孔的圆形帽（14），所述圆环套（15）和圆形帽（14）组成对所述钢质螺栓进行防护的防护套体；所述圆环套（15）和圆形帽（14）均为炭/炭复合材料或石墨材料。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述筒状顶节（3）的顶部沿圆周方向对应开有多个分别供多个所述顶部固定螺栓（8）安装的顶部螺栓安装孔或顶部固定凹槽（7），所述筒状底节（1）的底部对应开有多个分别供多个所述底部固定螺栓（13）安装的底部螺栓安装孔或底部固定凹槽（12）；所述筒状隔热罩体的侧壁上开有圆形通孔（4），所述圆形通孔（4）的数量、布设位置和大小均与多晶硅还原炉（6）的炉体上所设置观测孔（5）的数量、布设位置和大小一致。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中针刺密度25针/cm2～45针/cm2，步骤五中进行化学气相渗透增密处理时，炉内气压为2KPa～10KPa。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述成型产品的灰分含量为500ppm以下，且其导热系数为5W/m·K～30W/m·K。
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