CN202945364U

CN202945364U - 坩埚轴及包括该坩埚轴的坩埚组合体

Info

Publication number: CN202945364U
Application number: CN201220565127.4U
Authority: CN
Inventors: 毛静; 李侨; 马少林
Original assignee: Ningxia Longi Silicon Materials Co Ltd; Yinchuan Longi Silicon Materials Co Ltd; Xian Longi Silicon Materials Corp
Current assignee: Longi Green Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-10-31

Abstract

本实用新型公开了一种坩埚轴及包括该坩埚轴的坩埚组合体，所述坩埚轴包括托盘且通过支撑杆支撑，支撑杆设有隔热件，托盘与坩埚本体紧密配合。本实用新型坩埚轴由托盘与支撑杆构成，可选用刚度、强度高且抗腐蚀、抗热震能力强的材料作为支撑杆，并在支撑杆外部或内部设置隔热件，可有效阻止热量从支撑杆的外缘面散发，提高了坩埚组合体的保温效果，降低了热损耗，延长了坩埚轴及坩埚本体的使用寿命，降低了设备成本和生产成本。同时，坩埚轴与坩埚本体紧密配合，可实现准确控制坩埚本体的转动。

Description

坩埚轴及包括该坩埚轴的坩埚组合体

技术领域

本实用新型属于单晶炉制造技术领域，涉及直拉法单晶炉用坩埚轴，还涉及包括该坩埚轴的坩埚组合体。

背景技术

随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的主要能源的一种，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。单晶硅片作为光伏发电的基础材料的一种，有着广泛的市场需求。一种常见的单晶硅生长方法是直拉法，即，在单晶炉中，使籽晶浸入容置于坩埚的熔融原料，在转动籽晶及坩埚的同时，提拉籽晶，以在籽晶下端生长单晶硅棒。必要时，在提拉籽晶的同时，随着坩埚中原料液位的降低，需要适当上升坩埚。

在拉晶过程中，通过坩埚轴来实现坩埚的转动及升降。常见的坩埚轴多由石墨加工而成，石墨坩埚轴的力学性能较差，尤其在两端分别处于高温和低温的状态下易发生弯曲变形，使用寿命极其有限；此外，该坩埚轴的导热系数较高，热损耗较大，导致生产成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种使用寿命长、热损耗低的坩埚轴，以解决现有的石墨坩埚轴寿命短、热损耗大带来的生产成本较高的问题。

本实用新型的另一个目的在于提供一种包括上述坩埚轴的坩埚组合体。

本实用新型的目的是这样实现的，一种坩埚轴，包括托盘且通过支撑杆支撑，支撑杆设有隔热件，托盘与坩埚本体紧密配合。

隔热件套设于支撑杆的外围。

隔热件也可以嵌设于支撑杆内。

托盘设有与坩埚本体底部形状相匹配的支撑面，托盘还设有暴露于支撑面的配合孔，支撑杆穿过配合孔与托盘相配合。

支撑杆包括相连接的配合部和主体部，配合部穿过配合孔，主体部的外径大于配合部的外径且设有与配合部的外缘面相连接的承载面，托盘承载于承载面。

托盘还设有暴露于支撑面且与配合孔连通的多个第一孔，支撑杆设有数量、位置分别与多个第一孔的数量及位置相对应的多个第二孔，每个第二孔与一个对应的第一孔共同构成一个固定孔，固定孔内插设固定件，定位托盘与支撑杆。

本实用新型的另一个目的是这样实现的，一种包括上述坩埚轴的坩埚组合体，包括坩埚本体，坩埚本体与托盘紧密配合。

坩埚本体设有与托盘接触的接触面，接触面与设置在托盘上的支撑面相匹配。

接触面与支撑面的截面均为阶梯状。

本实用新型具有如下有益效果，本实用新型坩埚轴由托盘与支撑杆构成，可选用刚度、强度高且抗腐蚀、抗热震能力强的材料作为支撑杆，并在支撑杆外部或内部设置隔热件，可有效阻止热量从支撑杆的外缘面散发，提高了坩埚组合体的保温效果，降低了热损耗，延长了坩埚轴及坩埚本体的使用寿命，降低了设备成本和生产成本。同时，坩埚轴与坩埚本体紧密配合，可实现准确控制坩埚本体的转动。

附图说明

图1是本实用新型实施例1坩埚轴的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2坩埚轴的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3坩埚组合体的结构示意图。

图中，10.坩埚轴，11.托盘，12.支撑杆，13.隔热件，14.固定件，110.上表面，111.下表面，112.支撑孔，113.第一孔，114.配合孔，115.支撑面，116.配合表面，120.配合部，121.主体部，122.安装部，123.配合外缘面，124.第二孔，125.固定孔，126.承载面，100.坩埚本体，20.内坩埚，30.外坩埚，31.接触面，430.主体部，431.组装部，432.间隙。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1，参照图1，坩埚轴10包括一个托盘11、一个支撑杆12、一个隔热件13和多个固定件14。隔热件13套设于支撑杆12的外围。多个固定件14将托盘11和支撑杆12固定。

托盘11可为石墨制成，大致为圆盘形。托盘11设有相对的上表面110和下表面111，其中，上表面110用于与坩埚相配合。托盘11设有一个支撑孔112、多个第一孔113和一个配合孔114。支撑孔112靠近上表面110，其具有与坩埚本体100底部形状相匹配的支撑面115。支撑面115的截面呈阶梯状。配合孔114与支撑孔112相连通。配合孔114靠近下表面111，且设有用于与支撑杆12配合的配合表面116。第一孔113同时与支撑孔112及配合孔114相连通。第一孔113为自配合孔114的配合表面116靠近上表面110的部分、沿托盘11的径向、向远离托盘11的中心方向开设的孔。第一孔113的数量不小于两个。

支撑杆12与托盘11相配合，用于支撑托盘11。支撑杆12优选为碳碳复合材料制成，且为中空结构。支撑杆12包括依次连接的配合部120、主体部121及安装部122。配合部120以穿过配合孔114的方式与托盘11相配合。配合部120大致为中空圆柱形，其设有与配合表面116相对的配合外缘面123。配合部120设置有多个第二孔124。第二孔124为自配合外缘面123靠近上表面110的部分、沿配合部120的径向、向配合部120中心轴方向开设的孔。第二孔124的数量、位置分别与第一孔113的数量及位置相对应。每个第二孔124与一个对应的第一孔113共同构成一个固定孔125，用于插入一个固定件14以实现托盘11与支撑杆12之间的定位。主体部121为中空圆柱形，其外径大于配合部120的外径，且设有与配合外缘面123相连接的承载面126。托盘11的下表面111承载于承载面126上。安装部122为外径向下减小的中空圆台形结构，用于安装于单晶炉的驱动装置等结构。

隔热件13为绝热材料制成，本实施例中，隔热件13为隔热固毡。隔热件13为圆筒形，套设于支撑杆12的外围。具体地，套设于支撑杆12的主体部121。

多个固定件14为销钉，优选为碳碳复合材料制成。固定件14的数量、位置分别与固定孔125的数量及位置相对应。每个固定件14插入位于托盘11与支撑杆12之间的一个固定孔125中，实现托盘11与支撑杆12之间的定位。

本实施例采用碳碳复合材质的支撑杆12，具有高强度和刚度、良好的抗腐蚀和抗热震能力，可提高坩埚轴10的最大承重量、并延长其使用寿命；此外，碳碳复合材质的支撑杆12导热系数小，配合套设于其外部的隔热件13，可有效阻止热量从支撑杆12的外缘面散发，提供良好的保温效果，降低热损耗。

实施例2，参照图2，本实施例的坩埚轴10与实施例1的区别在于，隔热件13嵌设于支撑杆12内。具体的，隔热件13大致为圆柱体形，其包括相连接的主体部430及组装部431，其中，组装部431靠近托盘11、并暴露于支撑孔112。主体部430的直径与支撑杆12的内径相匹配，即，主体部430的直径约等于支撑杆12的内径。组装部431与支撑杆12之间存在间隙432。具体地，本实施例中，组装部431也为圆柱体形，其直径小于支撑杆12的内径，从而在该处形成环形的间隙。当然，组装部431也可以为其他规则或不规则的形状，仅需在暴露于支撑孔112的部分留出间隙432即可。

本实施例的坩埚轴10采用碳碳复合材质的支撑杆12，具有高强度和刚度、良好的抗腐蚀和抗热震能力，可提高坩埚轴10的最大承重量、并延长其使用寿命；此外，碳碳复合材质的支撑杆12导热系数小，配合嵌设于其内的隔热件13，可有效阻止热量在支撑杆12内部自高温端向低温端传递，提供良好的保温效果，降低热损耗。

当然，为了最大限度地降低热损耗，坩埚轴10可包括两个隔热件13，即，同时在支撑杆12的内部及外部设置隔热件13。

实施例3，参照图3，一种坩埚组合体，包括坩埚本体100，坩埚本体100包括内坩埚20和外坩埚30；还包括如实施例1的坩埚轴10，也可以采用实施例2中的坩埚轴10。

内坩埚20用于容置多晶硅原料，内坩埚20可为石英坩埚。

外坩埚30在内坩埚20的外部，向内坩埚20提供支撑。外坩埚30设有接触面31，接触面31的截面呈阶梯状。

坩埚轴10的托盘11的支撑面115与外坩埚30的接触面31相匹配。

本实施例坩埚组合体采用了前述的坩埚轴10，一方面，提高了坩埚本体100的使用寿命，降低了热损耗；另一方面，坩埚轴10与外坩埚30配合紧密，可实现准确地控制外坩埚30及内坩埚20的转动。

本实用新型提供一种使用寿命长、热损耗低的坩埚轴及包括该坩埚轴的坩埚组合体，解决了现有的石墨坩埚轴寿命短、热损耗大带来的生产成本较高的问题。

Claims

1.一种坩埚轴，其特征在于：包括托盘（11）且通过支撑杆（12）支撑，所述支撑杆（12）设有隔热件（13），所述托盘（11）与坩埚本体（100）紧密配合。

2.如权利要求1所述的坩埚轴，其特征在于：所述隔热件（13）套设于所述支撑杆（12）的外围。

3.如权利要求1所述的坩埚轴，其特征在于：所述隔热件（13）嵌设于所述支撑杆（12）内。

4.如权利要求1-3任一项所述的坩埚轴，其特征在于：所述托盘（11）设有与坩埚（100）底部形状相匹配的支撑面（115），所述托盘还设有暴露于所述支撑面（115）的配合孔（114），所述支撑杆（12）穿过所述配合孔（114）与所述托盘（11）相配合。

5.如权利要求4所述的坩埚轴，其特征在于：所述支撑杆（12）包括相连接的配合部（120）和主体部（121），所述配合部（120）穿过所述配合孔（114），所述主体部（121）的外径大于所述配合部（120）的外径且设有与所述配合部（120）的外缘面相连接的承载面（126），所述托盘（11）承载于所述承载面（126）。

6.如权利要求5所述的坩埚轴，其特征在于：所述托盘（11）还设有暴露于所述支撑面（115）且与所述配合孔（114）连通的多个第一孔（113），所述支撑杆（12）设有数量、位置分别与所述多个第一孔（113）的数量及位置相对应的多个第二孔（124），每个第二孔（124）与一个对应的第一孔（113共同构成一个固定孔（125），所述固定孔（125）内插有固定件（14），定位托盘（11）与支撑杆（12）。

7.一种包括如权利要求1-6任一项所述坩埚轴的坩埚组合体，其特征在于：包括坩埚本体（100），所述坩埚本体（100）与所述托盘（11）紧密配合。

8.如权利要求7所述的坩埚组合体，其特征在于：所述坩埚本体（100）设有与所述托盘（11）接触的接触面（31），所述接触面（31）与设置在所述托盘（11）上的支撑面（115）相匹配。

9.如权利要求8所述的坩埚组合体，其特征在于：所述接触面（31）与支撑面（115）的截面均为阶梯状。