CN202500886U - 单晶炉传动轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种保温性能好的单晶炉传动轴，它包括轴体（1），轴体（1）内设有通孔（2），其特征是所述的轴体（1）采用碳/碳复合材料制成，本实用新型产品结构简单，碳/碳复合材料大大提高了产品的力学性能，同时减少了单晶炉的热量损耗，能耗降低了3%～10%，降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高温炉，具体地说是一种单晶炉，特别是涉及一种单晶炉传动轴。
背景技术
单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶炉拉制单晶硅棒时，盛装多晶硅块等原料的石英坩埚放入位于埚托之上的石墨或C/C坩埚内，在保护性气氛中加热熔化（炉内最高温度高达1600℃左右），调控到工艺温度后，籽晶经导流筒插入熔融多晶硅液中引晶，坩埚放在埚托上由其下的传动轴带动一同旋转，同时，籽晶也逆向旋转并向上提升，使多晶硅液按籽晶的硅原子排列顺序结晶凝固成单晶硅棒。在单晶硅棒拉制过程中，传动轴位于炉体底部，起着承载坩埚及其盛装的原料和传递动力的作用。
目前，单晶炉传动轴通常采用石墨材料制作，为便于将单晶炉传动轴固定在动力系统的锥形座内，在生产加工时，往往在传动轴的中心开有通孔，安装时，紧固螺栓从通孔中放入并拧进动力系统的锥形座的螺纹孔中，将单晶炉传动轴紧固在动力系统的锥形座上，使单晶炉传动轴在工作时与动力系统的锥形座始终保持相对静止的状态。由于石墨力学性能较差，遭外力碰撞易损伤，所以加工时耗材较多；同时石墨材料制成的传动轴的轴壁相对较厚，通孔内径小，一般小于25㎜，而石墨材料导热性能较好，炉中热量易通过传动轴传递到炉外，增加能耗，导致企业生产成本增加。若在通孔内填充保温材料，则可起到减少热量损失的作用，但因孔小，放不了多少保温材料，且操作也不大方便，工作中基本上没有放保温材料，这样就形成一个通道，热量易于散失。
碳/碳复合材料是一种将碳纤维制成的网胎与网胎、或碳布与碳布、或网胎与碳布复合，再经过增密、碳化和石墨化处理而成的碳/碳复合材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐烧蚀、热膨胀系数小、耐急冷急热而不变形不开裂且兼具一定的保温效果等优良性能，特别适应于高温领域，现已成为或将逐步成为航空航天、冶金、新能源等领域的重要基础材料之一，是石墨制品的理想替代品。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种保温性能好的单晶炉传动轴。
本实用新型是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种单晶炉传动轴，它包括轴体，轴体内设有通孔，所述的轴体采用碳/碳复合材料制成。
本实用新型为了便于填充保温材料，所述轴体的外径为70㎜～150㎜，所述通孔的直径为40㎜～100㎜。
本实用新型为了便于通孔内的保温材料在高温下产生的气体逸出，所述的轴体上设有与通孔连通的气孔。
由于采用上述技术方案，本实用新型较好的实现了发明目的，产品结构简单，碳/碳复合材料大大提高了产品的力学性能，同时减少了单晶炉的热量损耗，能耗降低了3﹪～10﹪，降低了生产成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
由图1可知，一种单晶炉传动轴它包括轴体1，轴体1内设有通孔2，所述的轴体1采用碳/碳复合材料制成，轴体1的长为660㎜～900㎜（本实施例为660㎜）。
本实用新型由于轴体1采用碳/碳复合材料，因此，所述通孔2的直径与使用石墨材料相比，可以做得大一些，以便于填充保温材料（本实施例为软碳毡），轴体1的外径为70㎜～150㎜（本实施例为80㎜），所述通孔2的直径为40㎜～100㎜（本实施例为52㎜）。
本实用新型为了便于通孔2内的保温材料在高温下产生的气体逸出，所述的轴体1上设有与通孔2连通的气孔3。
一种如上所述单晶炉传动轴的生产方法，它包括以下步骤：
⑴制坯：将由碳纤维制成的网胎与碳布通过针刺复合制成表观密度为0.3g/㎝3～0.6g/㎝3（本实施例为0.4g/㎝3）的传动轴预制体；
⑵增密：将步骤⑴所得的传动轴预制体按传统工艺经化学气相渗透和/或化学气相沉积和/或液体浸渍增密，将其密度逐步增加并经石墨化处理，制成表观密度为1.0g/㎝3～1.8g/㎝3（本实施例为1.38g/㎝3）传动轴坯体；
⑶机加工：将步骤⑵所得的传动轴坯体机加工成所需的形状和尺寸；
⑷纯化：将步骤⑶所得的传动轴坯体放入高温炉中，在真空条件下加热除杂，纯化温度为1600℃～2600℃（本实施例为2100℃），保温时间为2h～5h（本实施例为2h）。
本实用新型使用时，轴体1通过紧固件安装固定在动力系统的锥形座内，坩埚放在埚托上，由其下的轴体1带动埚托旋转，从而带动坩埚一同旋转。
本实用新型采用的碳/碳复合材料大大提高了产品的力学性能，同时碳/碳复合材料的导热性能较石墨材料差，且通孔2内填充的保温材料减少了热量损失，单晶炉的能耗降低了3﹪～10﹪，减少了企业生产成本。
Claims (3)
1.一种单晶炉传动轴，它包括轴体（1），轴体（1）内设有通孔（2），其特征是所述的轴体（1）采用碳/碳复合材料制成。
2.根据权利要求1所述的单晶炉传动轴，其特征是所述轴体（1）的外径为70㎜～150㎜，所述通孔（2）的直径为40㎜～100㎜。
3.根据权利要求1或2所述的单晶炉传动轴，其特征是所述的轴体（1）上设有与通孔（2）相通的通气孔（3）。
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2012
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 413000 Hunan province Yiyang Yingbin Road No. 2 Patentee after: Hunan gold carbon Limited by Share Ltd Address before: 413000 Hunan province Yiyang Yingbin Road No. 2 Patentee before: Hunan KBCarbon Composite Science and Technology Co., Ltd. |
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