CN209816329U - 一种外导流筒及导流筒组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外导流筒及导流筒组件，所述外导流筒包括碳碳复合材质的筒底和石墨材质的筒身，筒身充分利用石墨材质的稳定性和抗氧化性，筒底充分利用了碳碳复合材质的柔韧性、降低功耗和提拉速优点。下部使用碳碳复合材质，彻底改善了石墨热屏的缺陷，既有效提高了外导流筒的使用寿命，又避免了成本的大幅增加。

Description

一种外导流筒及导流筒组件

技术领域

本实用新型一般涉及单晶硅制造技术领域，具体涉及一种外导流筒及导流筒组件。

背景技术

在单晶硅制造领域中，目前多采用直拉法拉制单晶硅棒，由于制作过程的特殊性，目前单晶炉热场的保温系统以及供热系统，通常由石墨材料或由碳碳复合材料整体成型。而石墨制件在硅蒸汽和碳化硅附着后，由于膨胀系数不同，高温下会产生应力，使石墨制件出现裂纹，无法继续使用，降低了石墨制件的使用寿命；相比石墨材料制件，碳碳复合材料制件具有良好的柔韧性，应力承受能力强，隔热性能较好，但价格昂贵、加工周期长且供货量紧张。此外，为增加单炉投料量，热场部件的尺寸不断增大。石墨热屏出现裂纹的现象增加，因此碳碳复合热屏的价格不断上涨。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种外导流筒及导流筒组件。

为了克服现有技术的不足，本实用新型所提供的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种外导流筒，其特殊之处在于，所述外导流筒为筒状，所述外导流筒包括筒底和连接于所述筒底一侧的筒身，所述筒底为碳碳复合材质，所述筒身为石墨材质，所述筒底的中心位置设有整流孔。

进一步地，所述外导流筒还包括过渡段，所述筒底与所述筒身的连接处位于所述过渡段，所述筒底与筒身间的接缝的延伸方向与所述筒身的延伸方向相同。

进一步地，所述过渡段为弧形，所述过渡段包括可拆卸连接的第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段位于所述筒身，所述第二过渡段位于所述筒底。

进一步地，所述第一过渡段与所述筒身一体成型且材质相同，所述第二过渡段与所述筒底一体成型且材质相同。

进一步地，所述整流孔为锥形孔，所述整流孔与所述外导流筒同轴设置，所述锥形孔靠近筒身一侧的截面积大于远离筒身一侧的截面积。

进一步地，所述锥形孔孔壁的延伸方向与中心轴向的夹角为15-75°。

进一步地，所述外导流筒具有凸台，所述凸台自所述锥形孔的孔壁至少向远离所述筒身的一侧延伸。

进一步地，所述凸台自所述锥形孔的孔壁向靠近所述筒身的一侧以及远离所述筒身的一侧延伸，所述凸台的内壁与所述锥形孔的孔壁共面，分布于所述锥形孔两侧的所述凸台的总高度为12-18mm。

进一步地，所述筒身远离所述筒底的一侧设有连接法兰，所述连接法兰设有多个沉孔。

第二方面，本实用新型提供一种导流筒组件，其特殊之处在于，包括上面所述的外导流筒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的外导流筒包括碳碳复合材质的筒底和石墨材质的筒身，筒身充分利用石墨材质的稳定性和抗氧化性，筒底充分利用了碳碳复合材质的柔韧性、降低功耗和提拉速优点。下部使用碳碳复合材质，彻底改善了石墨热屏的缺陷，既有效提高了外导流筒的使用寿命，又避免了成本的大幅增加。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的外导流筒的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的外导流筒的结构分解图；

图3为图1中A部位的局部放大图。

图中：1-筒底，2-筒身，3-过渡段，11-整流孔，21-连接法兰，31-第一过渡段，32-第二过渡段，4-凸台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，目前单晶炉热场的保温系统以及供热系统，通常由石墨材料或由碳/碳材料整体成型。而石墨制件在硅蒸汽和碳化硅附着后，由于膨胀系数不同，高温下会产生应力，使石墨制件出现裂纹，无法继续使用，降低了石墨制件的使用寿命；相比石墨材料制件，碳/碳材料制件具有良好的柔韧性，应力承受能力强，隔热性能较好，但价格昂贵、加工周期长且供货量紧张。此外，为增加单炉投料量，热场部件的尺寸不断增大。石墨热屏出现裂纹的现象增加，因此碳/碳热屏的价格不断上涨。

参见图1至图3，本实施例提供一种外导流筒，所述外导流筒为筒状，所述外导流筒包括筒底1和连接于所述筒底1一侧的筒身2，所述筒底1为碳碳复合材质，所述筒身2为石墨材质，所述筒底的中心位置设有整流孔11。

这样设置的优点在于，碳碳复合材质具有较好的柔韧性，能起到降低功耗和提拉速的作用，石墨材质具有良好的稳定性和抗氧化性，组合在一起使用，既能够降低整体成型石墨材质外导流筒出现裂纹的使用风险，又能降低整体成型碳碳复合材质外导流筒的使用成本。

作为一种可实施方式，所述外导流筒还包括过渡段3，所述筒底1与所述筒身2的连接处位于所述过渡段3，所述筒底与筒身间的接缝的延伸方向包括但不限于与所述筒身的延伸方向相同，也可以将筒底与筒身间的接缝设置为与筒身的延伸方向垂直，例如：筒底1设置远离外导流筒轴心的凸台，筒身2设置靠近外导流筒轴心的凹槽，所述凸台与凹槽卡装在一起。

作为一种可实施方式，所述过渡段3为弧形，所述过渡段3包括可拆卸连接的第一过渡段31和第二过渡段32，所述第一过渡段31位于所述筒身2，所述第二过渡段32位于所述筒底1。

优选的，所述第一过渡段31与所述筒身2一体成型且材质相同，所述第二过渡段32与所述筒底1一体成型且材质相同。

需要进一步说明的是，第一过渡段31与第二过渡段32螺纹连接，但需注意螺纹连接处要预留0.5-1mm的间隙，作为石墨材质的第一过渡段31和碳碳复合材质的第二过渡段32受热后的缓冲带，阻隔应力的延伸。

使用前将与筒身2一体成型的第一过渡段31和与筒底1一体成型的第二过渡段32旋紧，组装完成后即可投炉使用。在使用过程中筒身2、第一过渡段31或筒底1、第二过渡段32出现异常时，从螺纹连接处拧开进行更换即可。若螺纹连接处粘接紧密无法正常旋出时，可在螺纹连接处进行切割，重新在第一过渡段31和第二过渡段32上设螺纹，然后再进行组装即可。

作为一种可实施方式，所述整流孔11为锥形孔，所述整流孔11与所述外导流筒同轴设置，所述锥形孔靠近筒身2一侧的截面积大于远离筒身2一侧的截面积。即整流孔11的中心与外导流筒的轴心重合，所述整流孔11的截面积沿筒身2的延伸方向逐渐增大。

优选的，所述外导流筒具有凸台4，所述凸台4自所述锥形孔的孔壁至少向远离所述筒身2的一侧延伸。远离所述筒身2延伸方向的凸台4能增近外导流筒与晶体生长液面的距离，增加气体导流通道的长度，对吹向晶体生长液面的气体起到更好的导流作用。

进一步地，所述凸台4自所述锥形孔的孔壁向靠近所述筒身2的一侧以及远离所述筒身2的一侧延伸，所述凸台4的内壁与所述锥形孔的孔壁共面，分布于所述锥形孔两侧的所述凸台4的总高度为12-18mm。这里所说的高度是指的是凸台4延伸方向的长度。这样使得气体直接吹向固液生长界面，有效带走单晶硅棒拉制过程中的结晶潜热，提高晶体生长速度。凸台4同时向靠近和远离筒身2的两侧延伸，有利于增加其机械强度及稳定性，并在必要时凸台4靠近筒身2的一侧可以与其他部件，如，内导流筒相配合。优选的，所述锥形孔孔壁的延伸方向与中心轴向的夹角为15-75°。

所述筒身2远离所述筒底1的一侧设有连接法兰21，所述连接法兰21的顶端设有多个沉孔。通过连接法兰21以及设在连接法兰21上的沉孔与单晶炉的保温筒相连。

本实用新型还提出了一种导流筒组件，包括上面所述的外导流筒。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种外导流筒，其特征在于，所述外导流筒为筒状，所述外导流筒包括筒底和连接于所述筒底一侧的筒身，所述筒底为碳碳复合材质，所述筒身为石墨材质，所述筒底的中心位置设有整流孔。

2.根据权利要求1所述的外导流筒，其特征在于，所述外导流筒还包括过渡段，所述筒底与所述筒身的连接处位于所述过渡段，所述筒底与筒身间的接缝的延伸方向与所述筒身的延伸方向相同。

3.根据权利要求2所述的外导流筒，其特征在于，所述过渡段为弧形，所述过渡段包括可拆卸连接的第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段位于所述筒身，所述第二过渡段位于所述筒底。

4.根据权利要求3所述的外导流筒，其特征在于，所述第一过渡段与所述筒身一体成型且材质相同，所述第二过渡段与所述筒底一体成型且材质相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的外导流筒，其特征在于，所述整流孔为锥形孔，所述整流孔与所述外导流筒同轴设置，所述锥形孔靠近筒身一侧的截面积大于远离筒身一侧的截面积。

6.根据权利要求5所述的外导流筒，其特征在于，所述锥形孔孔壁的延伸方向与中心轴向的夹角为15-75°。

7.据权利要求6所述的外导流筒，其特征在于，所述外导流筒具有凸台，所述凸台自所述锥形孔的孔壁至少向远离所述筒身的一侧延伸。

8.据权利要求7所述的外导流筒，其特征在于，所述凸台自所述锥形孔的孔壁向靠近所述筒身的一侧以及远离所述筒身的一侧延伸，所述凸台的内壁与所述锥形孔的孔壁共面，分布于所述锥形孔两侧的所述凸台的总高度为12-18mm。

9.根据权利要求8所述的外导流筒，其特征在于，所述筒身远离所述筒底的一侧设有连接法兰，所述连接法兰设有多个沉孔。

10.一种导流筒组件，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的外导流筒。