CN115074819B - 一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统，涉及单晶炉热场工艺技术领域，用于解决现有技术中碳碳热场部件回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高的问题。所述热场部件返修判断方法包括：获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，使用时间小于或等于热场部件的涂层失效时间。根据使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及热场部件的涂层密度，获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式。根据热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定热场部件的返修状态，返修状态包括需要返修以及不需要返修。

Description

一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统
技术领域
本发明涉及单晶炉热场工艺技术领域，尤其涉及一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统。
背景技术
碳/碳复合材料(又称碳碳材料)是一种高温材料，其综合了纤维增强复合材料优良的力学性能及碳质材料优异的高温性能，具有高的比强度、比模量，良好的韧性以及高温下优良的强度保持率、耐蠕变和抗热震性能。目前被广泛应用于单晶炉、铸锭炉热场部件中。
单晶炉热场中，最常见的碳碳复合材料为埚帮和热屏外胆。碳碳热场中的埚帮和热屏外胆主要的失效形式是长时间接触高温硅蒸汽而导致表面腐蚀掉渣。由于表面涂层的保护，前期的腐蚀比较缓慢。随着使用时间的增加，硅蒸汽将会直接对基体进行腐蚀，腐蚀会迅速加快。埚帮和热屏外胆的力学性能降低。但是，埚帮和热屏外胆的整体结构、强度并未失效。目前，埚帮和热屏外胆在使用一定的时间后，因腐蚀而直接报废丢弃，回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统，用于解决现有技术中碳碳热场部件回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高的问题。
第一方面，本发明提供一种热场部件返修判断方法，包括：
获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，使用时间小于或等于热场部件的涂层失效时间；
根据使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及热场部件的涂层密度，获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式；
根据热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定热场部件的返修状态，返修状态包括需要返修以及不需要返修。
采用上述技术方案的情况下，通过获取热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，可以拟合出热场部件的理论腐蚀厚度以及使用时间的关系。通过获取至少一个热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，当增加热场部件的数目时，可以提高拟合公式的准确度。当获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式后，通过设定一个返修腐蚀厚度的参考值，通过拟合公式对热场中的热场部件进行监控，并实时对比热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，从而判断出热场部件是否需要进行返修。同时，不同规格型号的热场部件通过上述技术方案，均可获取相应的拟合公式，从而实现对热场中所有的热场部件进行监控，做出及时判断并进行返修，从而有效提高热场部件的使用寿命，最终实现降低单晶炉的使用成本。
在一种可能的实现方式中，热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式为：
其中，ΔD为理论腐蚀厚度，R为气体常数，A为40000～50000，t为使用时间，T为热场温度，ρ为涂层密度。
采用上述技术方案的情况下，根据不同位置的热场部件，采用拟合的计算公式可以获得相应热场部件随使用时间变化的腐蚀厚度关系。基于此，针对具体的热场部件，通过设定一个返修腐蚀厚度，根据使用时间实时获取热场部件的理论腐蚀厚度。当热场部件的理论腐蚀厚度达到返修腐蚀厚度时，对热场部件进行返修处理，确保热场部件及时得到返修处理，热场部件始终在涂层的保护下在热场中使用。由此，通过上述拟合公式，可以对单晶炉中所有热场部件进行监控，并进行有效的返修，延长各个热场部件的使用寿命，从而降低单晶炉的使用成本。
在一种可能的实现方式中，返修腐蚀厚度小于或等于第一设定值，热场部件在自身涂层失效时对应的腐蚀厚度为失效腐蚀厚度，第一设定值为至少一个热场部件的至少一个失效腐蚀厚度中的最小值。
采用上述技术方案的情况下，同一规格型号的多个热场部件在同一热场环境中，在涂层失效的时候，各自的腐蚀厚度并不完全相同，通过获取至少一个热场部件的至少一个失效腐蚀厚度，可以得到一个第一设定值，第一设定值作为反流腐蚀厚度的参考标准。通过获得多个热场部件的失效腐蚀厚度，可以提高热场部件返修判断的准确性。
第二方面，本发明还提供一种热场部件处理方法，应用具有机械加工设备、镀膜设备的热场部件处理系统，方法包括：
根据第一方面或第一方面任一可能的实现方式所述的热场部件返修判断方法确定热场部件的返修状态；
确定热场部件的返修状态为需要返修，控制机械加工设备去除热场部件的表面腐蚀物；
控制镀膜设备在去除表面腐蚀物的热场部件上形成涂层。
采用上述技术方案的情况下，通过热场部件返修判断方法可以实时获取热场部件的理论腐蚀厚度并以此可以确定热场部件的返修状态。当热场部件为需要返修时，控制机械加工的设备去除热场部件的表面腐蚀物，为后续镀膜提供洁净的表面，保证镀膜质量。镀膜设备在已进行机械加工后的热场部件进行镀膜，使得热场部件表面具有有效的涂层，从而使得热场部件可以再次在热场中使用。热场部件在热场中始终处于涂层有效的使用状态，热场部件的腐蚀厚度始终处于可计算可预估的状态，热场部件可以进行多次处理，避免了直接报废的情况出现，因此热场部件的使用寿命可以得到延长。在热场部件的利用率得到提高的情况下，整体的单晶硅制备的成本实现降低。
在一种可能的实现方式中，确定热场部件的返修状态为需要返修后，控制机械加工设备去除热场部件的表面腐蚀物前，方法还包括：
确定热场部件的实际腐蚀厚度大于或等于返修腐蚀厚度；返修腐蚀厚度小于或等于第一设定值，热场部件在自身涂层失效时对应的腐蚀厚度为失效腐蚀厚度，第一设定值为至少一个热场部件的至少一个失效腐蚀厚度中的最小值。
采用上述技术方案的情况下，当热场部件的实际腐蚀厚度大于或等于热场部件的返修腐蚀厚度，热场部件的涂层失效或接近于失效，此时，热场部件就需要进行处理，可以预防热场部件在热场使用时，热场部件上的涂层失效。当热场部件的腐蚀厚度小于热场部件的返修腐蚀厚度时，热场部件的涂层还处于有效，不需进行处理，可继续使用，避免过度返修。
在一种可能的实现方式中，控制机械加工设备去除热场部件的表面腐蚀物，包括：
根据热场部件的实际腐蚀厚度控制机械加工设备去除热场部件的表面腐蚀物。
采用上述技术方案的情况下，采用机械加工设备去除热场部件的表面腐蚀物，机械加工可以确保腐蚀物完全去除，后续在热场表面形成涂层后，确保涂层紧密形成在热场部件表面。基于此，可以确保经过处理后的热场部件，在后续使用过程中，涂层处于有效的状态。
在一种可能的实现方式中，确定热场部件的返修状态为需要返修后，方法还包括：
确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件。
采用上述技术方案的情况下，基于热场部件的个体差异，存在热场部件在使用时间小于涂层失效时间内出现开裂或变形等异常情况。热场部件在满足使用条件才需要进行处理，对于不满足使用条件的热场部件，不需要进行处理，直接报废。基于此，在进行处理之前，确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件，可以减少不必要的涂层修复操作。
在一种可能的实现方式中，热场部件的使用条件包括热场部件的形状条件以及热场部件的结构完整性条件。
第三方面，本发明还提供一种热场部件处理装置，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；处理器用于运行计算机程序或指令，以实现第一方面或第一方面任一可能的实现方式所述的热场部件返修判断方法以及第二方面或第二方面任一可能的实现方式所述的热场部件处理方法。
与现有技术相比，本发明提供的热场部件处理装置的有益效果与第一方面或第一方面任一可能的实现方式所述热场部件返修判断方法，以及第二方面或第二方面任一可能的实现方式所述热场部件处理方法的有益效果相同，此处不做赘述。
第四方面，本发明还提供一种热场部件处理系统，包括：
第三方面所述的热场部件处理装置；
以及与热场部件处理装置电连接的机械加工设备和镀膜设备。
与现有技术相比，本发明提供的热场部件处理装置的有益效果与第三方面所述的热场部件处理系统的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的热场部件处理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的热场部件返修判断方法的示意性流程图；
图3为本发明实施例提供的热场部件处理方法的示意性流程图；
图4为本发明实施例提供的热场部件处理装置的结构示意图；
附图标记：
100-热场部件处理装置，110-处理器，120-存储器，130-通信接口，140-通信线路，150-处理器，200-机械加工设备，300-镀膜设备。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
单晶硅生产制备过程中，晶料在单晶炉中高温熔炼，会产生硅蒸汽。在单晶炉热场中，具有较多由碳/碳复合材料制成的热场部件。上述热场部件的表面，会在硅蒸汽的作用下形成疏松的碳化硅，并逐步向热场部件的内部腐蚀。当腐蚀深度到达一定程度的时候，热场部件的表面会出现腐蚀层脱落掉渣、热场部件变形或开裂的问题。也就是说，在硅蒸汽的腐蚀作用下，热场部件由于腐蚀不再能满足在热场中的使用条件要求，上述使用条件要求主要是指热场部件的形状条件以及结构完整性条件要求，但根据实际使用的情况，还可以是其他使用条件。
在现有技术中，可以采用在热场部件表面形成一层保护涂层的方式来对热场部件进行保护。涂层能减缓硅蒸汽对碳碳材料的腐蚀速度，在一定程度上起到保护与延长热场部件的使用寿命。但是即使在有涂层的保护下，热场部件依旧会被硅蒸汽腐蚀。同时，涂层自身厚度较薄，在高温环境以及硅蒸汽的作用下，涂层也会存在腐蚀的现象，也就是涂层存在失效时间。当涂层失效后，热场部件被硅蒸汽腐蚀的速度就会回到较快的速度。
上述热场部件的腐蚀过程在单晶炉内不可目视，作业人员也不可能频繁停炉检修，因此在热场部件会存在无涂层保护下使用的情况，热场部件在这种条件下使用容易出现变形或开裂，一旦发生就直接报废丢弃，导致热场部件的使用率低。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种热场部件处理方法，应用具有机械加工设备、镀膜设备的热场部件处理系统，用于对需要返修的热场部件进行返修处理。本发明实施例还提供一种热场部件返修判断方法，用于判断热场部件是否需要返修。
如图1所示，本发明实施例提供的热场部件返修判断方法包括：
步骤101：获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，使用时间小于或等于热场部件的涂层失效时间。
为了获取热场部件的使用时间与腐蚀厚度的关系，需要采集热场部件在多个使用时间以及相应的腐蚀厚度。对于同一个热场位置的一个或多个热场部件，通过模拟实验或实际使用过程中，可以获得多个使用时间t以及对应的腐蚀厚度D。每一个热场部件具有相应的使用时间t＝{t1,t2,t3,…}以及相应的腐蚀厚度D＝{D1,D2,D3,…}。也就是即使只获取一个热场部件的多个使用时间t以及对应的腐蚀厚度D，也能拟合出该规格型号的热场部件的曲线或公式。而通过获取同一规格型号(或同一热场位置)的多个热场部件的多个使用时间t以及对应的腐蚀厚度D，可以提高拟合出来的结果的精确度。
上述涂层失效时间的判定，可以通过器件检测热场部件的表面涂层，也可以是通过其他方式。例如，在涂层有效时，热场部件的腐蚀速率为a，在涂层失效时，热场部件的腐蚀速率为b，那么通过获取的腐蚀厚度也可判断出涂层失效的时间。
步骤102：根据使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及热场部件的涂层密度，获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式。
热场温度以及涂层密度是影响热场部件的腐蚀厚度的因素，而不同规格型号(热场位置)热场部件的热场温度以及涂层密度并不一定相同。因此根据各个不同规格型号(热场位置)热场部件各自的参数，可以拟合出相应的拟合公式。当获得一个热场位置的热场部件的拟合公式后，可重复执行步骤101与步骤102，通过不断获取使用时间以及相应腐蚀厚度，从而不断修正上述拟合公式。
在一种可能的实现方式中，热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式为：
其中，ΔD为理论腐蚀厚度，R为气体常数，A为40000～50000，t为使用时间，T为热场温度，ρ为涂层密度。
根据不同位置的热场部件，采用拟合的计算公式可以获得相应热场部件随使用时间变化的腐蚀厚度关系。基于此，针对具体的热场部件，通过设定一个返修腐蚀厚度，根据使用时间实时获取热场部件的理论腐蚀厚度。当热场部件的理论腐蚀厚度达到返修腐蚀厚度时，对热场部件进行返修处理，确保热场部件及时得到返修处理，热场部件始终在涂层的保护下在热场中使用。由此，通过上述拟合公式，可以对单晶炉中所有热场部件进行监控，并进行有效的返修，延长各个热场部件的使用寿命，从而降低单晶炉的使用成本。
步骤103：根据热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定热场部件的返修状态，返修状态包括需要返修以及不需要返修。
当获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式后，根据热场部件的理论腐蚀厚度可以实时对热场部件的返修状态进行实时判断。对于一个固定的单晶炉，其各个热场位置的热场部件都可以被进行返修状态的判断，以保证热场中的每个热场部件均可进行及时的返修。
在一种可能的实现方式中，返修腐蚀厚度小于或等于第一设定值，热场部件在自身涂层失效时对应的腐蚀厚度为失效腐蚀厚度，第一设定值为至少一个热场部件的至少一个失效腐蚀厚度中的最小值。上述返修腐蚀厚度的设定，需要参考热场部件在涂层失效时对应的腐蚀厚度。例如，对于同一热场位置的多个热场部件A，在各自涂层失效的时候，对应的腐蚀厚度分别为2.6mm、2.5mm、2.7mm…，此时返修腐蚀厚度可以设定在2.4mm，保证进行返修的时候，热场部件的涂层处于临近失效或刚好失效，热场部件在热场中的使用达到利用率最大化，且保证热场部件始终处于涂层有效的使用状态。
同一规格型号的多个热场部件在同一热场环境中，在涂层失效的时候，各自的腐蚀厚度并不完全相同，通过获取至少一个热场部件的至少一个失效腐蚀厚度，可以得到一个第一设定值，第一设定值作为反流腐蚀厚度的参考标准。通过获得多个热场部件的失效腐蚀厚度，可以提高热场部件返修判断的准确性。
综上所示，采用上述技术方案的情况下，通过获取热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，可以拟合出热场部件的理论腐蚀厚度以及使用时间的关系。通过获取至少一个热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，当增加热场部件的数目时，可以提高拟合公式的准确度。当获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式后，通过设定一个返修腐蚀厚度的参考值，通过拟合公式对热场中的热场部件进行监控，并实时对比热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，从而判断出热场部件是否需要进行返修。同时，不同规格型号的热场部件通过上述技术方案，均可获取相应的拟合公式，从而实现对热场中所有的热场部件进行监控，做出及时判断并进行返修，从而有效提高热场部件的使用寿命，最终实现降低单晶炉的使用成本。
如图2所示，本发明实施例还提供一种热场部件处理系统，包括：
热场部件处理装置100，以及与热场部件处理装置100通信电连接的机械加工设备200和镀膜设备300。上述热场部件处理装置100可以执行上述返修判断方法以及处理方法，并可以控制机械加工设备200对热场部件进行机加处理，还可以控制镀膜设备300在热场部件表面制备涂层。上述机械加工设备200可以是车床、打磨设备，上述镀膜设备300可以是化学气相沉积炉。
如图3所示，本发明实施例提供的热场部件处理方法包括：
步骤201：根据上述的热场部件返修判断方法确定热场部件的返修状态。
通过上述热场部件返修判断方法对单晶炉热场中各个热场部件进行实时的状态判断，确保每一个热场部件均能得到及时返修。
步骤202：确定热场部件的返修状态为需要返修。确定热场部件的返修状态为需要返修后，执行步骤203,；确定热场部件的返修状态为不需要返修后，执行步骤201。
步骤203：确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件。其中，热场部件的使用条件可以包括热场部件的形状条件以及热场部件的结构完整性条件。
由于热场部件在个体差异以及在使用过程中的不确定性，热场部件有可能在涂层还有效的时候就出现变形或开裂。为了避免进行机加处理甚至是镀膜处理后才发现热场部件已经开裂或变形，产生无用功。因此在进行机加处理前，确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件。该热场部件的使用条件可以包括热场部件的形状条件以及热场部件的结构完整性条件，但不限于上述条件，具体根据实际的使用条件进行确定。
上述热场部件的形状条件可以包括但不仅限于厚度，不变形，上述结构完整性条件可以包括但不仅限于不开裂，不破损。举例说明，当热场部件从单晶炉拿出后，先利用CCD等图像检测设备对热场部件进行图像采集，接着分析该图像，确定热场部件存在裂纹或者变形等情况时，说明热场部件不满足使用条件。此时，不需要对热场部件进行处理，直接报废即可。基于此，在对热场部件进行处理之前，确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件，可以减少无用功的投入。
也就是说，基于热场部件的个体差异，存在热场部件在使用时间小于涂层失效时间内出现开裂或变形等异常情况。热场部件在满足使用条件才需要进行处理，对于不满足使用条件的热场部件，不需要进行处理，直接报废。基于此，在进行处理之前，确定热场部件的结构满足热场部件的使用条件，可以减少不必要的涂层修复操作。
由于热场部件上的涂层存在差异性，因此有可能存在，到了返修时间，热场部件的腐蚀厚度还比较小。此时进行机加处理以及镀膜处理的性价比较低。为了减少不必要的操作，确定热场部件的使用时间达到返修时间后，控制机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物前，本发明实施例提供的处理方法还可以包括：
步骤204：确定热场部件的实际腐蚀厚度大于或等于返修腐蚀厚度。
热场部件的理论腐蚀厚度热场部件的使用时间与热场部件的理论厚度满足：D＝b0-ΔD-d0。其中，R为气体常数，A为40000～50000的常数，t为使用时间，T为热场温度，b0为热场部件的初始壁厚，d0为涂层厚度，ρ为涂层密度。其中，在一个使用例子中，A可以为45926。上述返修腐蚀厚度可以为1mm～2.5mm。
以下举例说明，根据以上关系，可以得到热场部件使用一定时间后的理论腐蚀厚度，当理论腐蚀厚度大于或等于2.5mm时，将热场部件取出，并测量实际腐蚀厚度，当实际腐蚀厚度大于或等于2.5mm时，对热场部件进行返修；当实际腐蚀厚度小于2.5mm时，继续装炉使用。
当热场部件为埚帮，埚帮初始厚度为18mm，热场部件表面涂层使用热解碳涂层，当涂层密度为1.3g/cm3，初始涂层厚度为50μm,热场部件的使用温度为1873K。使用时间为90天时，通过上述理论计算得出埚帮厚度为15.4mm，即理论腐蚀厚量大于或等于2.5mm。此时取出埚帮，并对腐蚀深度进行测量。因此在该工艺条件下，埚帮需要在使用90天左右时进行返修。
当热场部件为埚帮，埚帮初始厚度为20mm，热场部件表面涂层使用碳化硅涂层，涂层密度为1.4g/cm3，初始涂层厚度为100μm,热场部件的使用温度为1873K。当使用时间为118天时，通过上述理论计算得出埚帮厚度为17.2mm，即理论腐蚀厚量大于或等于2.5mm。此时取出埚帮，并对腐蚀深度进行测量。因此在该工艺条件下，埚帮需要在使用118天左右时进行返修。
根据不同位置的热场部件，采用拟合的计算公式可以获得该热场部件随使用时间变化的腐蚀厚度关系。基于此，针对具体的热场部件，通过设定一个返修腐蚀厚度，可以获取一个相应的预设返修时间。当热场部件的腐蚀厚度达到返修腐蚀厚度时，对热场部件进行返修处理，确保热场部件及时得到返修处理，热场部件始终在涂层的保护下在热场中使用。
当热场部件的实际腐蚀厚度大于或等于热场部件的返修腐蚀厚度，热场部件的涂层失效或接近于失效，此时，热场部件就需要进行处理，可以预防热场部件在热场使用时，热场部件上的涂层失效。当热场部件的腐蚀厚度小于热场部件的返修腐蚀厚度时，热场部件的涂层还处于有效，不需进行处理，可继续使用，避免过度返修。
步骤205：控制机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物。应理解，在执行步骤202后，可以依次执行步骤203与步骤204，随后执行步骤205。当然，也可以跳过步骤203与步骤204直接执行步骤205。
在去除表面腐蚀物时，可根据热场部件的实际腐蚀厚度控制机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物。
在实际应用中，可以采用如下方式实现控制机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物。
具体的，根据热场部件的腐蚀厚度控制机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物。热场部件的腐蚀厚度的测量可以采用任一种方式实现，并不局限，例如是采用射线扫描摄像。在获知热场部件的腐蚀厚度的前提下，热场部件处理装置100可以根据腐蚀厚度控制机械加工设备200的加工量，减少过量加工的情况发生，从而保证热场部件的厚度能够满足热场的使用条件要求。
上述机械加工设备200通过车削或打磨等常规工艺将热场部件的表面腐蚀物去除，保证后续涂层能紧密形成在干净的表面上。
采用上述技术方案的情况下，采用机械加工设备200去除热场部件的表面腐蚀物，机械加工可以确保腐蚀物完全去除，后续在热场表面形成涂层后，确保涂层紧密形成在热场部件表面。基于此，可以确保经过处理后的热场部件，在后续使用过程中，涂层处于有效的状态。
步骤206：控制镀膜设备300在去除表面腐蚀物的热场部件上形成涂层。涂层可以包括热解碳涂层和/或碳化硅涂层，但也可以是其它适用于热场部件的涂层。其中，在一种实际应用例子中，涂层的厚度可以为20μm～150μm。
例如，当涂层为热解碳涂层时，涂层可以采用化学气相沉积的方式形成在已经进行机加处理的热场部件的表面上。其中，涂层制备过程中气源可采用甲烷或丙烯，载气可以采用氢气或氮气。上述气源的流量可以是100L/min～500L/min，载气的流量可以是100L/min～500L/min。
又例如，当涂层为碳化硅涂层时，涂层可以采用化学气相沉积的方式形成在已经进行机加处理的热场部件的表面上。其中，涂层制备过程中气源可采用三氯甲基硅烷，载气可以采用氢气。上述气源的流量可以是100L/min～500L/min，载气的流量可以是100L/min～500L/min。
上述涂层采用化学气相沉积的方式形成在已经进行机加处理的热场部件的表面上时，化学气相沉积的沉积条件可以是，沉积温度为800℃～1200℃，沉积时间40h～100h。涂层的厚度可以是20μm～150μm。例如，涂层可以是50μm。
采用上述技术方案的情况下，通过热场部件返修判断方法可以实时获取热场部件的理论腐蚀厚度并以此可以确定热场部件的返修状态。当热场部件为需要返修时，控制机械加工的设备去除热场部件的表面腐蚀物，为后续镀膜提供洁净的表面，保证镀膜质量。镀膜设备300在已进行机械加工后的热场部件进行镀膜，使得热场部件表面具有有效的涂层，从而使得热场部件可以再次在热场中使用。热场部件在热场中始终处于涂层有效的使用状态，热场部件的腐蚀厚度始终处于可计算可预估的状态，热场部件可以进行多次处理，避免了直接报废的情况出现，因此热场部件的使用寿命可以得到延长。在热场部件的利用率得到提高的情况下，整体的单晶硅制备的成本实现降低。
根据上述所描述的热场部件处理方法，下面针对热场部件为热屏外胆进行示例性说明，此示例并非限定性说明。
当热场部件为热屏外胆时，设定返修腐蚀厚度为2.5mm，根据理论腐蚀厚度计算出返修时间。当热屏外胆使用了550天～580天时，将热屏外胆从热场中取出，检查热屏外胆是否出现开裂或变形，并对实际腐蚀深度进行测量。当腐蚀深度大于或等于2.5mm时，采用角磨机对其表面对腐蚀层、掉渣处及凹凸不平处进行打磨，对表面附着物采用砂纸进行打磨，打磨深度均大于等于2.5mm。随后采用等温化学气相沉积炉在热屏外胆表面形成涂层，其中气源采用甲烷，载气可采用氮气、氢气，流量为300L/min:150L/min，沉积温度为1150℃，沉积时间为75h。在热屏外胆表面制备热解碳涂层，采用游标卡尺对热屏外胆壁厚进行测量，假定此时热屏外胆厚度为8mm。热场安装时，继续使用该热场部件。当单晶炉停炉进行热场部件清理时，对热屏外胆表面厚度进行测量，热屏外胆厚度为6.3mm，壁厚腐蚀减薄量小于2.5mm时，继续进行正常使用。当单晶炉第二次停炉进行热场部件清理时，对热屏外胆表面厚度进行测量，热屏外胆表面厚度为5.4mm，壁厚腐蚀减薄量大于2.5mm时，将热屏外胆从热场中取出，进行机加处理，涂层制备后继续使用，多次重复上述步骤，直至热屏外胆表面开裂或严重变形。该方法可提升热屏外胆使用寿命1年左右，减少单晶硅制造成本，提高资源利用率。
根据上述所描述的热场部件处理方法，下面针对热场部件为埚帮进行示例性说明，此示例并非限定性说明。
当热场部件为埚帮时，设定返修腐蚀厚度为2.5mm，根据理论腐蚀厚度计算出返修时间。埚帮在单晶炉中使用了175～220天时，将埚帮从热场中取出，冷却后采用角磨机对其表面的腐蚀层、掉渣处及凹凸不平处进行打磨，对表面附着物采用砂纸进行打磨，打磨深度大于或等于2.5mm。随后采用等温化学气相沉积炉在热屏外胆表面形成涂层，其中，气源采用甲烷，载气可采用氮气、氢气，流量为300L/min:150L/min，沉积温度为1000℃，沉积时间为70h。在埚帮表面制备热解碳涂层，采用游标卡尺对埚帮壁厚进行测量，假定此时埚帮壁厚为15mm，热场安装时，继续使用该热场部件。当单晶炉停炉进行热场部件清理时，对埚帮壁厚进行测量，埚帮壁厚为14.4mm，壁厚腐蚀减薄量小于2.5mm时，继续进行正常使用。单晶炉第3次停炉进行热场部件清理时，对埚帮壁厚进行测量，埚帮壁厚为12.3mm，壁厚腐蚀减薄量大于2.5mm时，将埚帮从热场中取出，进行机加处理，涂层制备后继续使用，多次重复上述步骤，直至埚帮表面开裂或严重变形。该方法可提升埚帮使用寿命半年左右，降低了埚帮的采购需求，进一步减少单晶硅制造成本，提高资源利用率。
如图4所示，本发明还提供一种热场部件处理装置100，包括处理器110以及与处理器110耦合的通信接口130。处理器110用于运行计算机程序或指令，以实现上述技术方案的热场部件处理方法。
如图4所示，上述处理器110可以是一个通用中央处理器(central processingunit，CPU)，微处理器，专用集成电路(application～specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。上述通信接口130可以为一个或多个。通信接口130可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。
如图4所示，上述终端设备还可以包括通信线路140。通信线路140可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
可选的，如图4所示，该终端设备还可以包括存储器120。存储器120用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器110来控制执行。处理器110用于执行存储器120中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。
如图4所示，存储器120可以是只读存储器(read～only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read～only memory，EEPROM)、只读光盘(compact disc read～only memory，CD～ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器120可以是独立存在，通过通信线路140与处理器110相连接。存储器120也可以和处理器110集成在一起。
可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，处理器110可以包括一个或多个CPU，如图4中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，终端设备可以包括多个处理器110，如图4中的处理器110和处理器150。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述实施例中热场部件处理方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种热场部件返修判断方法，其特征在于，包括：
获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，所述使用时间小于或等于所述热场部件的涂层失效时间；
根据所述使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及所述热场部件的涂层密度，获得所述热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式，其中所述拟合公式为：
，其中，/>为理论腐蚀厚度，R为气体常数，A为40000~50000，t为使用时间，T为热场温度，ρ为涂层密度；
根据所述热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定所述热场部件的返修状态，所述返修状态包括需要返修以及不需要返修；所述返修腐蚀厚度小于或等于第一设定值，所述热场部件在自身涂层失效时对应的腐蚀厚度为失效腐蚀厚度，所述第一设定值为所述至少一个热场部件的至少一个所述失效腐蚀厚度中的最小值。
2.一种热场部件处理方法，其特征在于，应用具有机械加工设备、镀膜设备的热场部件处理系统，所述方法包括：
根据权利要求1所述的热场部件返修判断方法确定所述热场部件的返修状态；
确定所述热场部件的返修状态为需要返修，控制所述机械加工设备去除所述热场部件的表面腐蚀物；
控制所述镀膜设备在去除表面腐蚀物的所述热场部件上形成涂层。
3.根据权利要求2所述的热场部件处理方法，其特征在于，所述确定所述热场部件的返修状态为需要返修后，所述控制所述机械加工设备去除所述热场部件的表面腐蚀物前，所述方法还包括：
确定所述热场部件的实际腐蚀厚度大于或等于所述返修腐蚀厚度。
4.根据权利要求3所述的热场部件处理方法，其特征在于，所述控制所述机械加工设备去除所述热场部件的表面腐蚀物，包括：
根据所述热场部件的实际腐蚀厚度控制所述机械加工设备去除所述热场部件的表面腐蚀物。
5.根据权利要求2~4任一项所述的热场部件处理方法，其特征在于，所述确定所述热场部件的返修状态为需要返修后，所述方法还包括：
确定所述热场部件的结构满足热场部件的使用条件。
6.根据权利要求5所述的热场部件处理方法，其特征在于，所述热场部件的使用条件包括所述热场部件的形状条件以及所述热场部件的结构完整性条件。
7.一种热场部件处理装置，其特征在于，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现权利要求1所述的热场部件返修判断方法。
8.一种热场部件处理系统，其特征在于，包括：
权利要求7所述的热场部件处理装置；
以及与所述热场部件处理装置电连接的机械加工设备和镀膜设备。
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