CN103588470A - 一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其采用纯度为99~99.9重量%的熔融石英为原料,通过制备砂粉装置101将原料的颗粒粉碎,再将制备好的熔融石英砂粉筛选,并按重量比备料:0—400目15%、400目—200目15%、200目—100目25%、100目—40目30%、40目—20目15%;上述熔融石英砂粉备料按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;将上述备料经混合制浆装置102、成型装置103,排蜡装置104,烧成装置105、打磨装置106、表面处理装置107的制备工艺处理后,生产出成品多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。本发明的制造方法不仅可有效降低产品的成本、提高其合格率,而且能够实现规模化生产,具有广泛的应用前景。

Description

一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法
技术领域
本发明涉及一种石英陶瓷材料制造技术,特别是涉及一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法。
背景技术
随着全球工业化进程的加快,可以预计石油和煤在今后50年会逐步耗尽,这是摆在世人面前的现实,由于全球能源会越来越紧缺,开发新能源是各国解决能源危机的唯一出路。
因此现在各国正在把太阳能的开发利用作为将来可替代油、煤的新能源,抓紧制订主要内容和长期规划。
利用太阳能的光伏产业已成为国际上发展最快的行业。太阳能光伏电池的迅猛发展,造成全球太阳能多晶硅片持续紧张,多晶硅产业已成为全球投资的一大热点。在我国,多晶硅的生产已成为新的产业聚集区。
石英陶瓷坩埚是太阳能电池用多晶硅铸锭炉的关键部件,它作为装载多晶硅原料的容器要在1500℃以上的高温下连续工作50小时以上,使之熔化生产出用来制造太阳能电池的多晶硅硅锭。由于其使用条件极其苛刻,对坩埚的纯度、强度、外观缺陷、内在质量、高温性能、热振稳定性、尺寸精度等都有极其严格的要求。
目前,石英陶瓷坩埚的制备生产所采用的是以振动压力注浆成型精细石英陶瓷制造工艺,以及近年采用的凝注成型技术工艺。
注浆成型是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性,将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆,然后注入多孔模具内(主要为石膏模),水分在被模具(石膏)吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层,脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体,注浆成型其特点是:适用性强,不需复杂的机械设备,只要简单的石膏模就可成型;能制出任意复杂外形和大型薄壁注件;成型技术容易掌握,生产成本低;坯体结构均匀。
凝注成型是向陶瓷悬浮体中加入有机单体,利用催化剂和引发剂的作用使单体聚合与交联,构成三维网络,令陶瓷悬浮体原位凝固。有机单体除聚合胶凝外,还充当陶瓷粉体的载体,分别完成填模与成型固化过程,具有生坯强度高和近净尺寸成型的特点,尤其适合薄壁、形状复杂的坩埚类产品的大规模自动化生产,可显著提高生产效率和成品率,降低生产成本。
采用凝注成型技术生产的石英陶瓷坩埚结构均匀、表面质量好,其独特的气孔分布,可显著提高制品的热震稳定性,增强石英陶瓷坩埚在多晶硅铸锭生产过程中的抗炸裂能力,保证了它在使用过程中的可靠性。
综上所述,多晶硅硅锭生产用石英陶瓷坩埚目前都是采用上述两种制备工艺,石英陶瓷坩埚是太阳能多晶硅硅锭生产过程中用来装载多晶硅料的容器,一般在1500℃高温下熔化、结晶生产出多晶硅锭,其使用条件苛刻、技术性能要求高,是多晶硅铸锭生产过程中不可替代的关键消耗部件,只有法国、美国、日本等国的几家公司能够生产,国内有极少数厂家能够生产提供高纯熔融石英陶瓷坩埚,由于生产工艺的复杂性使得产量很低,大部分所需石英陶瓷坩埚依靠进口,年进口此类坩埚需几千万元人民币以上。
由此可见,上述现有的石英陶瓷材料制造技术在加工方法与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般加工方法又没有适切的加工方法能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有的石英陶瓷材料制造技术存在的缺陷,而提供一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,所要解决的技术问题是采用热压铸成型法制备石英陶瓷坩埚,不同于注浆成型工艺和凝注成型工艺,克服了目前多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚制备工艺的复杂性和局限性,本发明所述的制造方法可有效降低石英陶瓷坩埚成本,提高产品的合格率和产量,非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的其采用纯度为99~99.9重量%的熔融石英为原料,通过制备砂粉装置101将原料的颗粒粉碎,再将制备好的熔融石英砂粉筛选,并按重量比备料:
0-400目            15%;
400目—200目       15%;
200目—100目       25%;
100目-40目         30%;
40目—20目         15%;
上述备料按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;将上述备料按照下述生产操作顺序,经混合制浆装置(102)、成型装置(103),排蜡装置(104),烧成装置(105)、打磨装置(106)、表面处理装置(107)的制备工艺处理后,可生产出成品多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的混合制浆装置102,包括搅拌装置201,盛器装置202;按熔融石英砂粉备料比例10%的蜡混合剂,放入混合制浆装置102的搅拌装置201中,将蜡混合剂在大于100度的温度溶化,再将备料按照目数由细目至粗目的顺序,加入到搅拌装置201中的腊混合剂中,经搅拌装置均匀搅拌后倒入盛器装置202中。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的成型装置103,包括料斗装置301,热压铸成型装置302,型腔模具装置303;将盛器装置202中的浆料加热至90度后,倒入成型装置103中的料斗装置301,再加入到热压铸成型装置302中搅拌1-2小时,通过热压铸成型装置302对浆料进行真空抽取排出浆料中的气泡;再将热压铸成型装置302出口与型腔模具装置303的进口对接,并结构定位,由成型装置103控制输入压缩空气至热压铸成型装置302的料筒中,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置303中;型腔模具装置303安装有冷却循环系统,在浆料进入型腔模具装置303的过程中,填满的浆料也会冷却成为固体。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的排蜡装置104,包括匣钵装置401,烤箱装置402,其作用是通过温度控制排出产品胚体中蜡混合剂的成分;将已形成的产品胚体放入排蜡装置104中的匣钵装置401,后放进烤箱装置402中,设定温度在250度,匣钵装置401中的产品胚体排出蜡混合剂的成分,并将产生的废气通过烤箱装置402配置的通风设施排放;匣钵装置401在烤箱装置402中放置8小时后,将匣钵装置401从烤箱装置402中取出并自然冷却,再从匣钵装置401中取出产品胚体待用。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的烧成装置105,将经过排蜡装置104排过腊混合剂的产品胚体,放入烧成装置105中的高温炉,设定高温炉的温度为1250度,在此温度下对产品胚体进行烧结50小时,烧结后取出产品胚体自然冷却。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的打磨装置106,将经过烧成装置105烧结好的产品胚体放入打磨装置106中,对产品胚体的内外表面进行打磨处理,保证产品胚体表面光滑。
前述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其中所述的表面处理装置107,将经过打磨装置106处理好的产品胚体,对产品胚体的内表面进行喷涂处理,喷涂材料采用特殊脱模材料,喷涂好的产品胚体再进行干燥处理后包装入库。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知,本发明的主要技术内容如下:
为达到上述目的,本发明提供了一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其具有制备砂粉装置、混合制浆装置、成型装置、排蜡装置、烧成装置、打磨装置、表面处理装置;所述混合制浆装置其工艺过程是:将蜡混合剂在100度以上温度溶化,熔融石英原料通过制备砂粉装置进行颗粒粉碎制备成待用砂粉,将制备好的砂粉按照目数,由细目至粗目的顺序,加入到搅拌装置中的腊混合剂中,开启搅拌装置,边加入边均匀搅拌,直到将熔融石英砂粉全部加完,且搅拌成均匀的浆料为止;所述成型装置其工艺过程是:熔融石英砂粉经混合制浆装置的处理,形成搅拌均匀的浆料,倒入成型装置中的料斗装置,再加入到热压铸成型装置中,进一步搅拌,通过热压铸成型装置对浆料进行真空抽取,排出浆料中的气泡,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置中,在浆料进入型腔模具装置的过程中,除了排除型腔模具装置中的空气,填满的浆料也会冷却成为固体,实现了成型的目的;所述排蜡装置其工艺过程是:将成型的产品胚体放入排蜡装置中的烤箱,将烤箱设定在250度温度,产品胚体排出蜡混合剂的成分,从烤箱中取出产品胚体并自然冷却;再经过烧成、打磨、表面处理过程,生产出多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。
另外,为达到上述目的,本发明还提供了一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其包括制备砂粉装置101、混合制浆装置102、成型装置103,排蜡装置104,烧成装置105、打磨装置106、表面处理装置107;经过表面处理装置107处理后即生产出成品;所述的制备砂粉装置101,其作用是将纯度按质量百分比计为99~99.9%的熔融石英颗粒进行粉碎、按照0—400目:15%;400目—200目:15%;200目—100目:25%;100目—40目:30%;40目—20目:15%;配重成10公斤备料,并按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;所述的各个装置是按照生产工艺流程要求按不同区域分开放置,各装置之间通过料车进行运输传送;所述混合制浆装置102,包括搅拌装置201,盛器装置202,搅拌装置201与盛器装置202连接;所述混合制浆装置102其工艺过程是将比例10%左右的蜡混合剂1公斤放入混合制浆装置102中的搅拌装置201中,将蜡混合剂在100度以上温度溶化,熔融石英原料通过制备砂粉装置101进行颗粒粉碎制备成待用砂粉,将制备好的砂粉按照目数,由细目至粗目的顺序,徐徐加入到搅拌装置201中的腊混合剂中,开启搅拌装置,边加入边均匀搅拌,直到将10公斤熔融石英砂粉全部加完,且搅拌成均匀的浆料为止,将搅拌均匀的浆料倒入盛器装置202中其作用是完成产品胚体用浆料的制备;所述的成型装置103,包括料斗装置301,热压铸成型装置302,型腔模具装置303,料斗装置301与热压铸成型装置302连接,热压铸成型装置302与型腔模具装置303连接;所述的成型装置103其工艺过程是:熔融石英砂粉经混合制浆装置102的处理,形成搅拌均匀的浆料,放置于盛器装置202中;将盛器装置202中搅拌好的浆料加热至温度90度,倒入成型装置103中的料斗装置301,通过料斗装置301再加入到热压铸成型装置302中,进一步搅拌1-2小时,通过热压铸成型装置302对浆料进行真空抽取,排出浆料中的气泡;将成型装置103中的热压铸成型装置302出口与成型装置103中的型腔模具装置303的进口对接,并结构定位,由成型装置103控制输入压缩空气至热压铸成型装置302的料筒中,在压缩空气的推动下,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置303中,型腔模具装置303安装有冷却循环系统,在浆料进入型腔模具装置303的过程中,除了排除型腔模具装置303中的空气,填满的浆料也会冷却成为固体,实现了成型的目的;所述的排蜡装置104,包括匣钵装置401,烤箱装置402,其工艺过程是:将经过成型装置103处理,已形成的产品胚体放入排蜡装置104中的匣钵装置401中,放进烤箱装置402中,将烤箱装置402设定在250度温度,匣钵装置401中的产品胚体排出蜡混合剂的成分,在此过程会产生一定量的废气,烤箱装置402配置有通风设施,将此废气从排蜡装置104排放出;匣钵装置401在烤箱装置402中放置8小时后,将匣钵装置401从烤箱装置402中取出并自然冷却,再从匣钵装置401中取出产品胚体待用;所述的烧成装置105,其作用是将经过排蜡装置104排过腊混合剂的产品胚体,放入烧成装置105中的高温炉,设定高温炉的温度为1250度,在此温度下对产品胚体进行烧结50小时,烧结结束后取出产品胚体自然冷却;所述的打磨装置106,其作用是将经过烧成装置105烧结好的产品胚体放入打磨装置106中,对产品胚体的内外表面进行打磨处理,保证产品胚体表面光滑;所述的表面处理装置107,其作用是将经过打磨装置106处理好的产品胚体,对产品胚体的内表面进行喷涂处理,喷涂材料采用特殊脱模材料,喷涂好的产品胚体再进行干燥处理后包装入库。
借由上述技术方案,本发明一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法至少具有下列优点及有益效果:其采用了热压铸成型工艺生产石英陶瓷坩埚,克服了注浆成型工艺和凝注成型工艺在多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚生产过程中工艺的复杂性和局限性,本发明所述的热压铸成型工艺可有效降低石英陶瓷坩埚成本,提高产品的合格率和产量,能够适应石英陶瓷坩埚的规模化生产,具有广泛的应用前景。
综上所述,本发明其采用纯度为99~99.9重量%的熔融石英为原料,通过制备砂粉装置101将原料的颗粒粉碎,再将制备好的熔融石英砂粉筛选,并按重量比备料:0—400目15%、400目—200目15%、200目—100目25%、100目—40目30%、40目—20目15%;上述熔融石英砂粉备料按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;将上述备料经混合制浆装置102、成型装置103,排蜡装置104,烧成装置105、打磨装置106、表面处理装置107的制备工艺处理后,生产出成品多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。本发明在技术上有显著的进步,并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的生产流程示意图。
图2为混合制浆装置结构示意图。
图3为成型装置结构示意图。
图4为排蜡装置结构示意图。
101:制备砂粉装置            102:混合制浆装置
103:成型装置                104:排蜡装置
105:烧成装置                106:打磨装置
107:表面处理装置            201:搅拌装置
202:盛器装置                301:料斗装置
302:热压铸成型装置          303:型腔模具装置
401:匣钵装置                402:烤箱装置
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法其具体实施方式、加工方法、步骤、特征及其功效,详细说明如后。
结合附图对本发明做进一步的说明。
一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,如图1所示,包括制备砂粉装置101、混合制浆装置102、成型装置103,排蜡装置104,烧成装置105、打磨装置106、表面处理装置107;经过表面处理装置107处理后即生产出成品。
本发明所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其各个装置是按照生产工艺流程要求按不同区域分开放置,各装置之间通过料车进行运输传送。
本发明所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其生产工艺流程为:
a)原料采用纯度按质量百分比计为99~99.9%的熔融石英,通过制备砂粉装置101将熔融石英原料的颗粒粉碎并级配,将制备好的熔融石英砂粉放在容器中;
b)将制备好的熔融石英砂粉按配比称重量,其中0—400目:15%;400目—200目:15%;200目—100目:25%;100目—40目:30%;40目—20目:15%;按上述比例要求配重成10公斤备料,按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;
c)将比例10%左右的蜡混合剂1公斤放入混合制浆装置102中的搅拌装置201中,将蜡混合剂在100度以上温度溶化,将已备好放在不同容器中不同目数的熔融石英砂粉由细目至粗目的顺序,徐徐加入到搅拌装置201中的腊混合剂中,开启搅拌装置,边加入边均匀搅拌,直到将10公斤熔融石英砂粉全部加完,且搅拌成均匀的浆料为止,将搅拌均匀的浆料倒入盛器装置202中,待用;
d)将盛器装置202中搅拌好的浆料加热至温度90度,倒入成型装置103中的料斗装置301,通过料斗装置301再加入到热压铸成型装置302中,进一步搅拌,通过热压铸成型装置302进行真空抽取,排出浆料中的气泡;
e)将成型装置103中的热压铸成型装置302出口与成型装置103中的型腔模具装置303的进口对接,并结构定位,由成型装置103控制输入压缩空气至热压铸成型装置302的料筒中,在压缩空气的推动下,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置303中,型腔模具装置303安装有冷却循环系统,在浆料进入型腔模具装置303的过程中,除了排除型腔模具装置303中的空气,填满的浆料也会冷却成为固体,从而达到成型的目的;将型腔模具装置303移放到其他地方,待其完全冷却后进行脱模,取出产品胚体;
f)将产品胚体包埋在排蜡装置104中的匣钵装置401中,放进烤箱装置402中,将烤箱装置402的温度设定为250度,匣钵装置401中产品胚体排出胚体中的蜡混合剂成分,在此过程会产生一定量的废气,烤箱装置402配置有通风设施,将此废气从排蜡装置104排放出;在烤箱装置402中放置8小时后,将匣钵装置401从烤箱装置402中取出自然冷却,再从匣钵装置401中取出产品胚体待用;
g)将已排过腊混合剂的产品胚体,放入烧成装置105中的高温炉,设定高温炉的温度为1250度,在此温度下对产品胚体进行烧结50小时,烧结结束后取出产品胚体自然冷却;
h)将已烧结好的产品胚体放入打磨装置106中,对产品胚体的内外表面进行打磨处理;
i)将经过打磨装置106处理好的产品胚体放入表面处理装置107中,对产品胚体的内表面进行喷涂处理,喷涂材料采用特殊脱模材料,喷涂好的产品胚体进行干燥处理;干燥后的产品胚体经过检验、包装后入库存放。
本发明所述的制备砂粉装置101,其作用是将纯度按质量百分比计为99~99.9%的熔融石英颗粒进行粉碎、按照0—400目:15%;400目—200目:15%;200目—100目:25%;100目—40目:30%;40目—20目:15%;配重成10公斤备料,并按细目到粗目顺序放入不同的容器待用。
本发明所述的混合制浆装置102,如图2包括搅拌装置201,盛器装置202,其作用是完成产品胚体用浆料的制备。
所述的混合制浆装置102,其搅拌装置201与盛器装置202连接。
所述的混合制浆装置102,其工艺过程是将比例10%左右的蜡混合剂1公斤放入混合制浆装置102中的搅拌装置201中,将蜡混合剂在100度以上温度溶化,熔融石英原料通过制备砂粉装置101进行颗粒粉碎制备成待用砂粉,将制备好的砂粉按照目数,由细目至粗目的顺序,徐徐加入到搅拌装置201中的腊混合剂中,开启搅拌装置,边加入边均匀搅拌,直到将10公斤熔融石英砂粉全部加完,且搅拌成均匀的浆料为止,将搅拌均匀的浆料倒入盛器装置202中。
本发明所述的成型装置103,如图3包括料斗装置301,热压铸成型装置302,型腔模具装置303,其作用是完成产品胚体的成型。
所述的成型装置103,其料斗装置301与热压铸成型装置302连接,热压铸成型装置302与型腔模具装置303连接。
所述的成型装置103,其工艺过程是:熔融石英砂粉经混合制浆装置102的处理,形成搅拌均匀的浆料,放置于盛器装置202中;将盛器装置202中搅拌好的浆料加热至温度90度,倒入成型装置103中的料斗装置301,通过料斗装置301再加入到热压铸成型装置302中,进一步搅拌1-2小时,通过热压铸成型装置302对浆料进行真空抽取,排出浆料中的气泡;将成型装置103中的热压铸成型装置302出口与成型装置103中的型腔模具装置303的进口对接,并结构定位,由成型装置103控制输入压缩空气至热压铸成型装置302的料筒中,在压缩空气的推动下,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置303中,型腔模具装置303安装有冷却循环系统,在浆料进入型腔模具装置303的过程中,除了排除型腔模具装置303中的空气,填满的浆料也会冷却成为固体,实现了成型的目的。
本发明所述的排蜡装置104,如图4包括匣钵装置401,烤箱装置402。
所述的排蜡装置104,其作用是通过温度控制排出产品胚体中蜡混合剂的成分。
所述的排蜡装置104,其工艺过程是:将经过成型装置103处理,已形成的产品胚体放入排蜡装置104中的匣钵装置401中,放进烤箱装置402中,将烤箱装置402设定在250度温度,匣钵装置401中的产品胚体排出蜡混合剂的成分,在此过程会产生一定量的废气,烤箱装置402配置有通风设施,将此废气从排蜡装置104排放出;匣钵装置401在烤箱装置402中放置8小时后,将匣钵装置401从烤箱装置402中取出并自然冷却,再从匣钵装置401中取出产品胚体待用。
本发明所述的烧成装置105,其作用是将经过排蜡装置104排过腊混合剂的产品胚体,放入烧成装置105中的高温炉,设定高温炉的温度为1250度,在此温度下对产品胚体进行烧结50小时,烧结结束后取出产品胚体自然冷却。
本发明所述的打磨装置106,其作用是将经过烧成装置105烧结好的产品胚体放入打磨装置106中,对产品胚体的内外表面进行打磨处理,保证产品胚体表面光滑。
本发明所述的表面处理装置107,其作用是将经过打磨装置106处理好的产品胚体,对产品胚体的内表面进行喷涂处理,喷涂材料采用特殊脱模材料,喷涂好的产品胚体再进行干燥处理后包装入库。
一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其混合制浆装置依照所述的工艺次序,经过102中包括搅拌装置201,盛器装置202,作用是完成产品胚体用浆料的制备;其成型装置103,包括料斗装置301,热压铸成型装置302,型腔模具装置303,其作用是完成产品胚体的成型;再经过排蜡、烧成、打磨、表面处理工艺过程,生产出多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。
以上所述,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,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,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 (7)

1.一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于其采用纯度为99~99.9重量%的熔融石英为原料,通过制备砂粉装置(101)将原料的颗粒粉碎,再将制备好的熔融石英砂粉筛选,并按重量比备料:
Figure FDA00002028199300011
上述备料按细目到粗目顺序放入不同的容器待用;
将上述备料按照下述生产操作顺序,经混合制浆装置(102)、成型装置(103),排蜡装置(104),烧成装置(105)、打磨装置(106)、表面处理装置(107)的制备工艺处理后,可生产出成品多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚。
2.如权利要求1所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的混合制浆装置(102),包括搅拌装置(201),盛器装置(202);
按熔融石英砂粉备料比例10%的蜡混合剂,放入混合制浆装置(102)的搅拌装置(201)中,将其在大于100度的温度溶化,再将备料按照目数由细目至粗目的顺序,加入到搅拌装置(201)中的腊混合剂中,经搅拌装置均匀搅拌后倒入盛器装置(202)中。
3.如权利要求2所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的成型装置(103),包括料斗装置(301),热压铸成型装置(302),型腔模具装置(303);
将盛器装置(202)中的浆料加热至90度后,倒入料斗装置(301),再加入到热压铸成型装置(302)中搅拌1-2小时,通过热压铸成型装置(302)对浆料进行真空抽取排出浆料中的气泡;
再将热压铸成型装置(302)出口与型腔模具装置(303)的进口对接,并结构定位,由成型装置(103)控制输入压缩空气至热压铸成型装置(302)的料筒中,将浆料挤入某种规格的型腔模具装置(303)中;
型腔模具装置(303)安装有冷却循环系统,在浆料进入型腔模具装置(303)的过程中,填满的浆料冷却成为固体。
4.如权利要求3所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的排蜡装置(104),包括匣钵装置(401),烤箱装置(402),其作用是通过温度控制排出产品胚体中蜡混合剂的成分;
将已形成的产品胚体放入匣钵装置(401),后放进烤箱装置(402)中,设定温度在250度,匣钵装置(401)中的产品胚体排出蜡混合剂的成分,并将产生的废气通过烤箱装置(402)配置的通风设施排放;
匣钵装置(401)在烤箱装置(402)中放置8小时后,将匣钵装置(401)从烤箱装置(402)中取出并自然冷却,再从匣钵装置(401)中取出产品胚体待用。
5.如权利要求4所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的烧成装置(105),将经过排蜡装置(104)排过腊混合剂的产品胚体,放入烧成装置(105)中的高温炉,设定高温炉的温度为1250度,烧结50小时,烧结后取出产品胚体自然冷却。
6.如权利要求5所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的打磨装置(106),将经过烧成装置(105)烧结好的产品胚体放入打磨装置(106)中,对产品胚体的内外表面进行打磨处理。
7.如权利要求6所述的一种多晶硅硅锭用石英陶瓷坩埚的制造方法,其特征在于所述的表面处理装置(107),将经过打磨装置(106)处理好的产品胚体,对其内表面进行喷涂处理,喷涂好的产品胚体再进行干燥处理后包装入库。
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