CN202246995U - 一种炭/炭复合材料坩埚 - Google Patents
一种炭/炭复合材料坩埚 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202246995U CN202246995U CN2011203348013U CN201120334801U CN202246995U CN 202246995 U CN202246995 U CN 202246995U CN 2011203348013 U CN2011203348013 U CN 2011203348013U CN 201120334801 U CN201120334801 U CN 201120334801U CN 202246995 U CN202246995 U CN 202246995U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon
- blank
- crucible
- carbon composite
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
一种炭/炭复合材料坩埚,包括坯件以及由此坯件制成的炭/炭复合材料坩埚,所述坯件为一块用短碳纤维网和细编碳纤维织物经交替叠层(针刺),并经针刺制成上部为矩形结构,下部裁剪形成锯齿结构;所述炭/炭复合材料坩埚则由此坯件在矩形处首尾拼接,同时在锯齿部相邻齿边拼接,通过针刺整体连接成型,并在坩埚底部拼接部位设置有细编碳纤维织物过渡,且坩埚表面涂覆一层碳或碳化硅涂层。本实用新型结构合理,表面平滑,强度和纯度高,适合于在单晶硅炉中使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温炉用工装,具体为一种在单晶硅炉中使用的可由坯件组合成型的炭/炭复合材料坩埚。
背景技术
单晶硅炉中,以石英坩埚来盛装多晶硅块,多晶硅块熔融后,经过籽晶来拉制单晶。在单晶硅棒拉制的过程中,炉内温度为1200~1700℃。在此温度下,石英会发生软化,必须有外在可保持不变形的坩埚来支撑。目前,这种支撑坩埚还是大量采用石墨制品。但是,石墨坩埚的力学性能较差,要在高温环境中承受石英坩埚和其中的原材料重量,同时还处于旋转状态,这样就导致石墨坩埚发生破裂的概率比较高。在这种状况下,石墨坩埚的寿命比较短,有的只有几天,长的也不过一个多月。寿命的因素使得石墨坩埚的消耗速度比较快,而石墨坩埚在加工生产时要消耗的耗材也比较多,这也导致石墨坩埚的供应很紧张。
用炭/炭复合材料坩埚取代石墨坩埚,因为在力学性能方面有很大的改进,将使得坩埚的使用寿命大幅度提高,也使得工艺操作相对简单。已经有一些专利提出了制备炭/炭复合材料坩埚用于单晶硅炉中。值得注意的是,这些专利中提到的炭/炭复合坩埚的制坯过程中,一般采用在预先制作模具上交替包覆碳纤维网和炭布的方式进行,在锅底部分不够平整。而锅底,尤其是带弧度的部分对石英坩埚的支撑很重要。因此,有必要对此进行针对性的设计和精心制作。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种炭/炭复合材料坩埚,以解决上述背景技术中的缺点。
本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种炭/炭复合材料坩埚,包括坯件以及由此坯件制成的炭/炭复合材料坩埚,其中,所述坯件为一块用短碳纤维网和细编碳纤维织物经交替叠层,并经针刺制成上部为矩形结构,下部经过裁剪,形成锯齿结构,其中锯齿结构为多齿结构,优选为六齿;所述炭/炭复合材料坩埚则由此坯件在矩形处首尾拼接,同时在锯齿部相邻齿边拼接,使得坯件的锯齿结构部分对应到锅底,矩形部分对应到坩埚埚身,然后通过针刺整体连接成型,同时,设置有细编碳纤维织物在坩埚底部拼接部位过渡,并进行准确造型,用以实现圆弧形底部的无缝平整搭接。
在本实用新型中,所述坯件中,应将短炭纤维网与细编织物的比例控制在1.5:8.5~3.5:6.5。
在本实用新型中,所述坯件需要在化学气相沉积炉进行950℃~1300℃的增密操作100-200小时,同时,还须将炉内气压控制在1-20kPa。
在本实用新型中,为修复加工过程炭/炭复合材料坩埚在连接处以及边角位置形成的瑕疵和缺陷,在机加工后,需要经过一次短时间的化学气相表面渗透处理,以对坩埚表面涂覆一层碳或碳化硅涂层。
在本实用新型中,所述炭/炭复合材料坩埚,在使用前需要进行一次纯化处理,处理温度为2300℃~2800℃,处理时间为2~12小时。
有益效果:本实用新型得到的坩埚锅底结构合理,表面平滑,材质为高强度碳纤维和热解碳基质,强度和纯度高,适合于在单晶硅炉中使用。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例的坯件示意图。
图2为本实用新型较佳实施例的炭/炭复合材料坩埚的俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示以及一个实施例,进一步阐述本实用新型。
1.制坯:参见图1的本实用新型较佳实施例的坯件示意图,预先设计好模具。先用短碳纤维网和细编碳纤维织物经针刺交替叠层,并经针刺制成对应坩埚形状的整体毡。在制毡时,控制好短炭纤维与细编织物的比例在2:8,细编碳纤维织物须经过裁剪,在上部保证在矩形形状1,在底部形成锯齿形状2;在坩埚模具底部,进行准确造型,如图2所示,锯齿部分对应到坩埚锅底4,矩形形状1对应到坩埚埚身3,坩埚锅底4的底部采用无缝平整搭接的圆弧形底部,然后与短炭纤维网采用针刺的交替叠层,然后再针刺而成坩埚坯件。
2.化学气相致密化处理:上述坯件进入化学气相沉积炉中,在1100℃保温150小时,通入天然气,控制炉内气压在12kPa。
3.机加工:上述处理过的坯件经过机加工,加工成要求的坩埚形状。
4.表面沉积:在上述坩埚表面再进行一次气相沉积,在1000℃保10小时。通入天然气,控制炉内气压在12kPa,在坩埚表面涂覆一层炭。
5.纯化:在真空气氛下,将上述坯件在2500℃保温6小时,去除杂质,实现纯化。
经过上述处理最终得到单晶硅炉用的炭/炭复合材料坩埚。
Claims (3)
1.一种炭/炭复合材料坩埚,其特征在于,包括坯件以及由此坯件制成的炭/炭复合材料坩埚,所述坯件为一块用短碳纤维网和细编碳纤维织物经交替叠层,并经针刺制成上部为矩形结构,下部经过裁剪,形成锯齿结构;所述炭/炭复合材料坩埚则由此坯件在矩形处首尾拼接,同时在锯齿部相邻齿边拼接,通过针刺整体连接成型,并在坩埚底部拼接部位设置有细编碳纤维织物过渡,且坩埚表面涂覆一层碳或碳化硅涂层。
2.根据权利要求1所述的一种炭/炭复合材料坩埚,其特征在于,所述坯件中短炭纤维网与细编织物的比例为1.5:8.5~3.5:6.5。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203348013U CN202246995U (zh) | 2011-09-08 | 2011-09-08 | 一种炭/炭复合材料坩埚 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011203348013U CN202246995U (zh) | 2011-09-08 | 2011-09-08 | 一种炭/炭复合材料坩埚 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202246995U true CN202246995U (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=46108265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011203348013U Expired - Fee Related CN202246995U (zh) | 2011-09-08 | 2011-09-08 | 一种炭/炭复合材料坩埚 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202246995U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114455965A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-10 | 西安超码科技有限公司 | 一种含有α-Al2O3涂层的C/SiC复合材料坩埚 |
-
2011
- 2011-09-08 CN CN2011203348013U patent/CN202246995U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114455965A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-10 | 西安超码科技有限公司 | 一种含有α-Al2O3涂层的C/SiC复合材料坩埚 |
CN114455965B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-09-05 | 西安超码科技有限公司 | 一种含有α-Al2O3涂层的C/SiC复合材料坩埚 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101319353B (zh) | 炭/炭复合材料坩埚及其生产工艺 | |
CN101643933B (zh) | Cz法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚及其制造工艺 | |
CN102352530B (zh) | 用于直拉硅单晶炉的热屏装置 | |
CN203976973U (zh) | 一种石英坩埚炉上抽管式装料装置 | |
CN103806102B (zh) | 一种蓝宝石晶体生长热场结构 | |
CN204251762U (zh) | 一种单晶炉热场结构 | |
CN202246995U (zh) | 一种炭/炭复合材料坩埚 | |
CN201793813U (zh) | 低能耗单晶热场 | |
CN201842895U (zh) | 单晶硅生长炉的石墨坩埚 | |
CN205474106U (zh) | 一种保护籽晶型坩埚 | |
CN201317827Y (zh) | 直拉单晶炉用石墨坩埚 | |
CN203159740U (zh) | 导模法生长多条晶体的生长装置 | |
CN211079401U (zh) | 局部涂层石英坩埚 | |
CN202530199U (zh) | 一种组装式耐高温坩埚 | |
CN204251761U (zh) | 单晶炉热场结构 | |
CN203602749U (zh) | 一种用于拉制六英寸区熔硅单晶的加热线圈 | |
TWM434072U (en) | Assembled graphite round pipe and graphite crucible formed thereby | |
CN201627000U (zh) | 一种直拉法制备单晶硅所使用的硅籽晶 | |
CN103320857B (zh) | 一种蓝宝石晶体的生长方法及设备 | |
CN105110608B (zh) | 一种锡槽顶盖砖 | |
CN201990762U (zh) | 直拉单晶炉加热装置 | |
CN201081542Y (zh) | 单晶炉坩埚托 | |
CN204959080U (zh) | 一种温控蓝宝石生长炉 | |
CN106637387B (zh) | 直拉单晶用加热器及直拉单晶方法 | |
CN109097826A (zh) | 单晶硅生长用石英坩埚外埚体及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120530 Termination date: 20120908 |