CN107185790A - 一种g6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却。本发明中的坩埚喷涂用纯水和硅胶把粉末喷料氮化硅涂喷在坩埚表面，在加热作用下，使液态氮化硅均匀的吸附坩埚表面，形成粉状涂层，涂层目的是保护石英坩埚在高温下石英坩埚与硅隔离，使液态硅不与石英坩埚反应，而使石英坩埚破裂，及冷确后最终保证硅碇脱膜完整性。
Description
技术领域
本发明属于喷涂工艺领域，具体涉及一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺。
背景技术
坩埚喷涂是利用不同于其它喷涂技术和方法，坩埚喷涂是涂装坩埚通过加热使其液态混合物(氮化硅)迅速附着在坩埚表面。涂装坩埚的方法可分为加热喷涂与滚涂两种方法涂覆工艺，滚涂涂装其技术工艺简单，涂装涂层不均，时间长，氮化硅使用量大，成本高，所以本发明使用较先进的工艺热喷涂技术。
氮化硅分子式为Si3N4，是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷冲击，有空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，避免坩埚与硅料发生反应而出现溢流、粘锅等现象；优化喷涂工艺减少氮化硅的使用量，喷涂均匀，能够降低生产成本。
技术方案：一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却；
所述坩埚加热中：坩埚加热温度恒定在84-86℃；
所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为650-850份，DI水用量为1900-2100份，硅溶胶为200-300份；
所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为500-600转/min，搅拌时间为7-9min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌14-16min；
所述试喷：喷枪压力范围是33psi-37psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在3-5cm，表明喷枪可以用于正式喷涂；
所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为30-40cm，定位着落坩埚宽度为15-20cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在40℃-65℃。
作为优化：所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为750份，DI水用量为2000份，硅溶胶为250份。
作为优化：所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为550转/min，搅拌时间为8min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌15min。
作为优化：所述试喷：喷枪压力范围是35psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在4cm，表明喷枪可以用于正式喷涂。
作为优化：所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为35cm，定位着落坩埚宽度为18cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在55℃。
有益效果：本发明中的坩埚喷涂用纯水和硅胶把粉末喷料氮化硅涂喷在坩埚表面，在加热作用下，使液态氮化硅均匀的吸附坩埚表面，形成粉状涂层，涂层目的是保护石英坩埚在高温下石英坩埚与硅隔离，使液态硅不与石英坩埚反应，而使石英坩埚破裂，及冷确后最终保证硅碇脱膜完整性。
其中，使用纯水和硅胶把氮化硅喷在坩埚的内表面，使其吸附在坩埚内壁和底部，在铸锭过程中隔离坩埚与硅料，避免坩埚与硅料发生反应而出现溢流、粘锅等现象；实现G6型高效多晶自喷坩埚批量化生产，实现大尺寸坩埚喷涂工艺开发。
本发明将配制好的硅液涂料用净化的压缩空气进行喷涂，喷枪压力为33psi-37psi，喷涂距离为30-40cm，定位着落坩埚宽度为15-20cm，在喷涂过程中一般一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，否则在加热过程中易出现硅裂.起泡.针孔等，坩埚喷涂温度在40℃-65℃内。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例1
一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却；
所述坩埚加热中：坩埚加热温度恒定在84℃；
所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为650份，DI水用量为1900份，硅溶胶为200份；
所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为500转/min，搅拌时间为7min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌14min；
所述试喷：喷枪压力范围是33psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在3cm，表明喷枪可以用于正式喷涂；
所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为30cm，定位着落坩埚宽度为15cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在40℃。
实施例
一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却；
所述坩埚加热中：坩埚加热温度恒定在86℃；
所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为850份，DI水用量为2100份，硅溶胶为300份；
所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为600转/min，搅拌时间为9min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌16min；
所述试喷：喷枪压力范围是37psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在5cm，表明喷枪可以用于正式喷涂；
所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为40cm，定位着落坩埚宽度为20cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在65℃。
具体实施例3
一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却；
所述坩埚加热中：坩埚加热温度恒定在85℃。
所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为750份，DI水用量为2000份，硅溶胶为250份。
所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为550转/min，搅拌时间为8min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌15min。
所述试喷：喷枪压力范围是35psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在4cm，表明喷枪可以用于正式喷涂。
所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为35cm，定位着落坩埚宽度为18cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在55℃。
本发明将配制好的硅液涂料用净化的压缩空气进行喷涂，喷枪压力为33psi-37psi，喷涂距离为30-40cm，定位着落坩埚宽度为15-20cm，在喷涂过程中一般一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，否则在加热过程中易出现硅裂.起泡.针孔等，坩埚喷涂温度在40℃-65℃内。
本发明中的坩埚喷涂用纯水和硅胶把粉末喷料氮化硅涂喷在坩埚表面，在加热作用下，使液态氮化硅均匀的吸附坩埚表面，形成粉状涂层，涂层目的是保护石英坩埚在高温下石英坩埚与硅隔离，使液态硅不与石英坩埚反应，而使石英坩埚破裂，及冷确后最终保证硅碇脱膜完整性。其中，使用纯水和硅胶把氮化硅喷在坩埚的内表面，使其吸附在坩埚内壁和底部，在铸锭过程中隔离坩埚与硅料，避免坩埚与硅料发生反应而出现溢流、粘锅等现象；实现G6型高效多晶自喷坩埚批量化生产，实现大尺寸坩埚喷涂工艺开发。
Claims (5)
1.一种G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，其特征在于：包括如下步骤：坩埚检查——坩埚加热——配粉——搅拌——试喷——喷涂——冷却；
所述坩埚加热中：坩埚加热温度恒定在84-86℃；
所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为650-850份，DI水用量为1900-2100份，硅溶胶为200-300份；
所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为500-600转/min，搅拌时间为7-9min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌14-16min；
所述试喷：喷枪压力范围是33psi-37psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在3-5cm，表明喷枪可以用于正式喷涂；
所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为30-40cm，定位着落坩埚宽度为15-20cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在40℃-65℃。
2.根据权利要求1所述的G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，其特征在于：所述配粉中：按质量的配比配置如下种类的物品：氮化硅粉为750份，DI水用量为2000份，硅溶胶为250份。
3.根据权利要求1所述的G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，其特征在于：所述搅拌：用量杯量取配粉步骤中规定容积的DI水和硅溶胶进行搅拌，搅拌速度为550转/min，搅拌时间为8min，搅拌均匀；然后加入配粉步骤中规定重量的氮化硅粉，以同样的速度搅拌15min。
4.根据权利要求1所述的G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，其特征在于：所述试喷：喷枪压力范围是35psi，先在纸板上试喷，当喷射的液体在纸板上呈均匀雾状分布，宽度在4cm，表明喷枪可以用于正式喷涂。
5.根据权利要求1所述的G6型高效多晶自喷坩埚的喷涂工艺，其特征在于：所述喷涂：喷枪离距所需的喷涂表面垂直距离为35cm，定位着落坩埚宽度为18cm，通过横竖交叉状态均匀喷涂，待底层干后方再喷涂第二遍，底部喷涂5遍，坩埚高度440mm往上不需要喷涂，在喷涂过程中一次喷涂厚度控制在小于0.01mm内，坩埚喷涂温度在55℃。
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