CN109554750A - 一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导流筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是它包括以下步骤：⑴将外屏分割切断成上外屏、下外屏；⑵制备连接筒，⑶用工装将上外屏、下外屏和连接筒组装成外屏，在上外屏与上外屏连接部之间、下外屏与下外屏连接部之间钻螺孔；⑷将螺钉旋入螺孔，使上外屏、连接筒和下外屏连接成一体；相应内屏包括上内屏、下内屏，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动；本发明方法可靠，结构简单，导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要，还能单独更换，节约成本。

Description

一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导 流筒

技术领域

本发明涉及一种单晶炉热场零件，具体地说是一种单晶炉用导流筒，特别是涉及一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导流筒。

背景技术

导流筒是单晶硅拉制炉热场系统的关键元件之一，主要用于控制热场的轴向温度梯度和引导氩气流。导流筒阻隔单晶炉体以及熔硅对晶体的热辐射，利于晶体散热，形成晶体生长所需的温度梯度，以提高晶体生长速度；引导由单晶炉顶从上向下吹的氩气集中地喷吹到固液界面附近，维持其清洁度，同时更加有利于晶体散热，加大晶体生长所需的温度梯度，以提高晶体生长速度；对高温硅熔体起保温作用，节约能源。目前，导流筒的外屏一般采用碳/碳复合材料，其具有高强度、耐冲刷、寿命长、安全可靠等特点。虽说内屏一般为石墨材质，但由于其所处环境清洁、安全，也有较长的使用寿命。

近几年，单晶炉热场大尺寸化的速度越来越快，为了尽可能的利用现有设备，单晶厂商充分挖掘热场潜能，通过新材料的应用，不断升级扩容，增加投料量。其中一种方法是通过增加轴向空间来加高坩埚。由于导流筒与坩埚属匹配关系，因此，导流筒的高度也要随坩埚的增高而增高。这样，导流筒的外屏与内屏往往在失效前就因热场升级扩容而遭淘汰，形成了巨大的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导流筒。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断成上外屏、下外屏；

⑵制备连接筒，所述连接筒为圆筒状，外表面设有环状凸起，凸起的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起的径向长度为外屏的厚度，凸起的两端分别为上外屏连接部、下外屏连接部；

⑶用工装将上外屏、下外屏和连接筒组装成外屏，在上外屏与上外屏连接部之间、下外屏与下外屏连接部之间钻螺孔；

为连接紧固，本发明在步骤⑶中，钻螺孔时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

⑷将螺钉旋入螺孔，使上外屏、连接筒和下外屏连接成一体。

为增加表层一致性，本发明在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

一种导流筒外屏，它包括上外屏、连接筒、下外屏，所述连接筒为圆筒状，外表面设有环状凸起，凸起的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起的径向长度为外屏的厚度，凸起的两端分别为上外屏连接部、下外屏连接部；上外屏与上外屏连接部之间、下外屏与下外屏连接部之间通过螺钉连接成一体。

一种采用上述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。

一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断，保留下外屏；

⑵按需增加的高度制备增高筒，所述增高筒上部为法兰，下部设有连接部；

⑶用工装将增高筒、下外屏组装成外屏，在下外屏与连接部之间钻螺孔；

为连接紧固，本发明在步骤⑶中，钻螺孔时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

⑷将螺钉旋入螺孔，使增高筒、下外屏连接成一体。

为增加表层一致性，本发明在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

一种导流筒外屏，它包括增高筒、下外屏，所述增高筒上部为法兰，下部设有连接部；下外屏与连接部之间通过螺钉连接成一体。

一种采用上述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要；同时，当导流筒某一零部件出现损坏后，还能单独更换，进一步节约了成本，且外屏设有一段轴向直壁段，既不会影响单晶炉内气氛流动，又能最大程度的增大导流筒的空间，可增加其内侧保温毡用量，提升其整体保温性；内屏也设有一段轴向直壁段，有利于晶体散热，可加大晶体生长所需的温度梯度，提高晶体生长速度。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1上外屏2的结构示意图；

图3是本发明实施例连接筒4的结构示意图；

图4是本发明实施例1下外屏7的结构示意图；

图5是本发明实施例1上内屏1的结构示意图；

图6是本发明实施例1下内屏4的结构示意图；

图7是本发明实施例2的结构示意图；

图8是本发明实施例2增高筒8的结构示意图；

图9是本发明实施例2下外屏7的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

由图1、图2、图3、图4、图5、图6可知，一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断成上外屏2、下外屏7；

⑵制备连接筒4，所述连接筒4为圆筒状，外表面设有环状凸起42，凸起42的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起42的径向长度为外屏的厚度，凸起42的两端分别为上外屏连接部41、下外屏连接部43；

⑶用工装将上外屏2、下外屏6和连接筒4组装成外屏，在上外屏2与上外屏连接部41之间、下外屏7与下外屏连接部43之间钻螺孔3；

为连接紧固，本发明在步骤⑶中，钻螺孔3时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

⑷将螺钉旋入螺孔3，使上外屏2、连接筒4和下外屏7连接成一体。

为增加表层一致性，本发明在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

一种导流筒外屏，它包括上外屏2、连接筒4、下外屏7，所述连接筒4为圆筒状，外表面设有环状凸起42，凸起42的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起42的径向长度为外屏的厚度，凸起42的两端分别为上外屏连接部41、下外屏连接部43；上外屏2与上外屏连接部41之间、下外屏7与下外屏连接部43之间通过螺钉连接成一体。

一种采用上述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏1、下内屏5，上内屏1下部设有上内屏连接部11，下内屏5上部设有下内屏连接部51，均为轴向直壁段，上内屏连接部11的外径为下内屏连接部51的内径，上内屏连接部11可在下内屏连接部51内滑动。

本实施例在需要增加导流筒的高度时，首先将将外屏沿法兰下某一高度位置直壁段分割切断成上外屏2、下外屏7。按所需尺寸新制一连接筒4，连接筒4上凸起42的轴向长度为外屏需增加的高度。用工装将上外屏2、下外屏7和连接筒4组装成外屏，在上外屏2与上外屏连接部41之间、下外屏7与下外屏连接部43之间钻螺孔3，本实施例在同一高度位置共钻螺孔8个，为连接紧固，钻螺孔3时，从外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。将螺钉旋入螺孔3，使上外屏2、连接筒4和下外屏7连接成一体，并去掉凸出外屏外表面的螺钉。为增加表层一致性，将组装后外屏的外表面整体表涂，本实施例为一层热解碳涂层；涂层处理能填补各零件之间的拼接缝，增加表层一致性，且螺钉和螺纹之间也会存在间隙，涂层处理能填补间隙，进一步紧固、锁死两者之间的连接，同时，涂层能较少杂质气体对导流筒的腐蚀，既延长导流筒的寿命，又减少了导流筒受腐蚀后掉渣、掉块的风险。然后，预估保温软毡用量，均匀铺设到组合后的外屏里；或将设计好的保温硬毡放置到外屏里；若内部填充保温层6为软毡，可根据组装后的情况，适当调节软毡用量。最后再将下内屏5定位安放于下外屏7的止口上，上内屏1安放于上外屏2的法兰上，上内屏1与下内屏5之间的搭接处，不需连接紧固，接触即可。在搭接处，根据气流流动方向，将上内屏1置于近导流筒中心一侧，下内屏5置于远导流筒中心一侧，有利于减少气流阻力，还能保护内部保温毡。

本实施例在上内屏1的非法兰端进行倒圆角处理，确保单晶炉内气氛的顺畅流动，减少对外屏、内屏的腐蚀。

本发明导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要；同时，当导流筒某一零部件出现损坏后，还能单独更换，进一步节约了成本，且外屏设有一段轴向直壁段，既不会影响单晶炉内气氛流动，又能最大程度的增大导流筒的空间，可增加其内侧保温毡用量，提升其整体保温性；内屏设有一段轴向直壁段，有利于晶体散热，可加大晶体生长所需的温度梯度，提高晶体生长速度。

实施例2：

由图7、图8、图9可知，一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断，保留下外屏7；

⑵按需增加的高度制备增高筒8，所述增高筒8上部为法兰81，下部设有连接部82；

⑶用工装将增高筒8、下外屏7组装成外屏，在下外屏7与连接部82之间钻螺孔3；

为连接紧固，本发明在步骤⑶中，钻螺孔3时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

⑷将螺钉旋入螺孔3，使增高筒8、下外屏7连接成一体。

为增加表层一致性，本发明在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

一种导流筒外屏，它包括增高筒8、下外屏7，所述增高筒8上部为法兰81，下部设有连接部82；下外屏7与连接部82之间通过螺钉连接成一体。

一种采用上述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏1、下内屏5，上内屏1下部设有上内屏连接部11，下内屏5上部设有下内屏连接部51，均为轴向直壁段，上内屏连接部11的外径为下内屏连接部51的内径，上内屏连接部11可在下内屏连接部51内滑动。

本实施例在需要增加导流筒的高度时，首先将将外屏沿法兰下某一高度位置直壁段分割切断保留下外屏7。按所需尺寸新制一增高筒8。用工装将增高筒8、下外屏7组装成外屏，在连接部82与下外屏7之间钻螺孔3，本实施例在同一高度位置共钻螺孔8个，为连接紧固，钻螺孔3时，从外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。将螺钉旋入螺孔3，使增高筒8、下外屏7连接成一体，并去掉凸出外屏外表面的螺钉。为增加表层一致性，将组装后外屏的外表面整体表涂，本实施例为一层热解碳涂层；涂层处理能填补各零件之间的拼接缝，增加表层一致性，且螺钉和螺纹之间也会存在间隙，涂层处理能填补间隙，进一步紧固、锁死两者之间的连接，同时，涂层能较少杂质气体对导流筒的腐蚀，既延长导流筒的寿命，又减少了导流筒受腐蚀后掉渣、掉块的风险。然后，预估保温软毡用量，均匀铺设到组合后的外屏里；或将设计好的保温硬毡放置到外屏里；若内部填充保温层6为软毡，可根据组装后的情况，适当调节软毡用量。最后再将下内屏5定位安放于下外屏7的止口上，上内屏1安放于增高筒8的法兰上，上内屏1与下内屏5之间的搭接处，不需连接紧固，接触即可。在搭接处，根据气流流动方向，将上内屏1置于近导流筒中心一侧，下内屏5置于远导流筒中心一侧，有利于减少气流阻力，还能保护内部保温毡。

本实施例在上内屏1的非法兰端进行倒圆角处理，确保单晶炉内气氛的顺畅流动，减少对外屏、内屏的腐蚀。

余同实施例1。

Claims (10)

1.一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断成上外屏、下外屏；

⑵制备连接筒，所述连接筒为圆筒状，外表面设有环状凸起，凸起的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起的径向长度为外屏的厚度，凸起的两端分别为上外屏连接部、下外屏连接部；

⑶用工装将上外屏、下外屏和连接筒组装成外屏，在上外屏与上外屏连接部之间、下外屏与下外屏连接部之间钻螺孔；

⑷将螺钉旋入螺孔，使上外屏、连接筒和下外屏连接成一体。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是在步骤⑶中，钻螺孔时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

3.根据权利要求1所述的一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

4.一种导流筒外屏，其特征是它包括上外屏、连接筒、下外屏，所述连接筒为圆筒状，外表面设有环状凸起，凸起的轴向长度为外屏需增加的高度，凸起的径向长度为外屏的厚度，凸起的两端分别为上外屏连接部、下外屏连接部；上外屏与上外屏连接部之间、下外屏与下外屏连接部之间通过螺钉连接成一体。

5.一种采用如权利要求4所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，其特征是所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。

6.一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是它包括以下步骤：

⑴将外屏上部直壁段沿同一高度位置分割切断，保留下外屏；

⑵按需增加的高度制备增高筒，所述增高筒上部为法兰，下部设有连接部；

⑶用工装将增高筒、下外屏组装成外屏，在下外屏与连接部之间钻螺孔；

⑷将螺钉旋入螺孔，使增高筒、下外屏连接成一体。

7.根据权利要求6所述的一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是在步骤⑶中，钻螺孔时，由外屏外侧往外屏中心侧钻，且留1～2圈螺纹不钻透。

8.根据权利要求6所述的一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是在步骤⑷后，将组装后外屏的外表面整体表涂。

9.一种导流筒外屏，其特征是它包括增高筒、下外屏，所述增高筒上部为法兰，下部设有连接部；下外屏与连接部之间通过螺钉连接成一体。

10.一种采用如权利要求9所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，其特征是所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。