CN210945778U - 一种具有气流导向功能的沉积炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有气流导向功能的沉积炉,内外壁待涂层的石墨筒放置在所述沉积炉的内部,石墨筒的底部通过支撑柱连接到炉底座;所述炉底座上设有喷嘴;喷嘴安装有气流导向装置以调控气流的喷射。其中,气流导向装置包括喷嘴盖、导向管、喷嘴座和分布板;喷嘴盖与喷嘴连接,喷嘴盖通过导向管连接到喷嘴座,喷嘴座的顶部设有分布板,喷嘴座的底部与炉底座连接。有益效果:(1)该气流导向装置能够方便地调节气流流向,使石墨件内外壁沉积均匀,从而保证被沉积石墨件的产品品质,延长使用寿命。(2)该工装导向管长度可调,可适用于各类不同直径大小的石墨筒。
Description
技术领域
本实用新型属于无机非金属材料制备装备领域,具体涉及到一种化学气相具有气流导向功能的沉积炉。
背景技术
石墨由于其良好的导热性,易加工性以及耐高温性能,广泛应用于光伏及其它相关领域。在石墨件表面沉积碳化硅,发生化学气相沉积反应后得到碳化硅涂层,可进一步增强石墨表面硬度。同时,在某些特定的应用中,由于碳化硅涂层结合致密,可以阻止石墨件的部分杂质进入反应系统。例如,半导体级光伏单晶设备中所用的石墨内衬,通常要求表面涂覆碳化硅涂层。沉积炉的进料喷嘴设置在炉体下部,按照圆周均匀分布,中心有一个喷嘴,如图1所示,其内壁下方只有一个喷嘴,外壁下方有六个喷嘴,每个喷嘴在同一时间喷出的原料量是一致的;由于喷嘴位置固定,当沉积大型筒状石墨件的时候,石墨筒的内壁和外壁无法做到均匀沉积,由此导致石墨筒内外壁沉积厚度不一致,影响到最终使用效果。因此,需要开发一种新的适用于该沉积炉的气流导向装置,以达到均匀沉积的效果。
实用新型内容
实用新型目的:本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种具有气流导向功能的沉积炉,该导向装置能够方便地调节气流流向,使石墨筒内外壁沉积均匀,从而保证被沉积石墨件的产品品质,延长使用寿命。
为了解决上述技术问题,本实用新型公开了一种具有气流导向功能的沉积炉,待涂层的石墨筒2放置在所述沉积炉1的内部,石墨筒2的底部通过支撑柱3连接到炉底座4;炉底座4的直径大于石墨筒2的直径;所述炉底座4上设有喷嘴5;所述喷嘴5安装有气流导向装置以调控气流的喷射位置。
其中,所述喷嘴5用于喷射气体对待涂层的石墨筒2进行涂层。
其中,所述的气流导向装置包括喷嘴盖6、导向管7、喷嘴座8和分布板9;其中,所述喷嘴盖6与喷嘴5连接,喷嘴盖6通过导向管7连接到喷嘴座8,喷嘴座8的顶部设有分布板9,喷嘴座8的底部与炉底座4连接。
其中,炉底座4的直径小于石墨筒2的直径的部分称为石墨筒以内的炉底座,炉底座4的直径大于石墨筒2的直径的部分称为石墨筒以外的炉底座。
优选地,经过调整后,炉底座上,石墨筒内的喷嘴数和石墨筒外的喷嘴数相同,以保证气流均匀分布喷射。其中,所述的支撑柱3为石墨支撑柱。
其中,所述支撑柱3的底部为圆柱,上部为圆锥台,所述圆锥台底部的直径与圆柱的直径相同。
其中,所述喷嘴5的底部为空心的圆柱,上部为倒置的圆锥台,倒置圆锥台的底部的直径与圆柱的直径相同。
其中,所述喷嘴盖6的底部开孔,喷盖6通过开孔套在喷嘴5的喷口处,能够保证喷嘴喷出的反应气体不外溢;其中,喷嘴盖6的孔内径比喷嘴5的直径大约1mm,以方便套入;其中,喷嘴盖6与炉底座4紧密贴合;此外,喷嘴盖6与喷嘴口5连接处添加石墨纸,以保证喷嘴盖紧紧套在喷嘴口5处,防止漏气。
其中,所述喷嘴盖6的侧部和喷嘴座8的侧部设有与导向管7同样大小的开孔,导向管7与喷嘴盖6的侧部和喷嘴座8的侧部相连接,其中,连接处添加石墨纸,以防止气体泄漏;其中,喷嘴盖6侧部的开孔用于引导由喷嘴喷发出的反应气体从侧面预定的孔排出;导向管能够将喷嘴盖里的气体引导至喷嘴座,导向管长度和直径可调,能够满足不同直径大小石墨件的沉积需要。
其中,所述喷嘴座8的上部为内止口,分布板9嵌入内止口内,防止分布板左右移动。
其中,所述的分布板9内设有若干个V型即漏斗型孔10,大孔朝上,小孔朝下,反应气体由原始喷嘴喷出后,经由喷嘴盖、导向管、喷嘴座,最后通过分布板均匀排出,气体通过带有V型孔的分布板后,能够均匀、稳定地喷入炉内,从而避免因反应气体流量过大而形成的束状气流。
其中,所述喷嘴座8与炉底座4连接。
有益效果:与现有技术相比,本实用新型具有如下优势:
(1)使用该气流导向装置,能够方便地调节气流流向,使石墨筒内外壁沉积均匀,从而保证被沉积石墨件的产品品质,延长使用寿命。
(2)该工装导向管长度可调,可适用于各类不同直径大小的石墨筒。
(3)该导向工装分布板上开有若干漏斗型V型孔,气体通过带有V型孔的分布板后,能够均匀、稳定地喷入炉内,从而避免因反应气体流量过大而形成的束状气流,影响沉积效果。
附图说明
图1为沉积炉进料喷嘴布局。
图2为安装有气流导向装置后沉积炉剖面示意图。
图3为图2中导向工装局部放大图。
图4为实施例1中喷嘴和喷嘴座的分布图。
图5为图4中分布板的放大图。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本实用新型。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。
实施例1:具有气流导向功能的沉积炉
如图2和图3所示,本实用新型的具有气流导向功能的沉积炉,待涂层的石墨筒2放置在沉积炉1的内部,其外径为640mm,内径为560mm,高度400mm。沉积炉1的底部通过八个支撑柱3连接到炉底座4。每个支撑柱的上部分为上端直径为4mm,下端直径为26mm的圆锥台,圆锥台高度为28mm,下部分为直径为26mm的圆柱,总高度为88mm,其采用上端直径小,下端直径大,是为了保证在支撑稳定的同时,尽量减小支撑柱和石墨筒的接触面积,以保证石墨筒表面积最大化喷涂;支撑柱两个为一组,通过弯板连接。
炉底座4的直径大于石墨筒2的直径,如图4所示石墨筒以外的炉底座上固定连接五个喷嘴5,中心有一个喷嘴,外圈喷嘴沿直径800mm圆周均匀分布。喷嘴的底部为空心的圆柱,其直径为28mm,上部为倒置的圆锥台呈喇叭形状态,上口大,下口小;端直径为35下端直径为20mm,高度为25mm,倒置圆锥台的底部的直径与圆柱的直径相同。
为保证石墨筒内外壁喷涂均匀,需在两个喷嘴5上加装该导向工装,这样,石墨筒外壁和内壁喷嘴数量一致,从而保证喷涂的均匀。该导向工装中,喷嘴盖的外径60mm,内径42mm,侧孔直径12mm,喷嘴盖内径和原始喷嘴外径一致大2mm在喷嘴盖内径和原始喷嘴之间加1mm的石墨纸11紧固,以保证连接紧密,且容易拆装。喷嘴盖6与炉底座4紧密贴合;在实施过程中,由于气流气压并不大,所以不会导致喷嘴盖飞起。导向管的材质是石墨,外径12mm,内径6mm,长150m,直接穿入喷嘴盖和喷嘴座8以后不再拆卸,所以导向管与喷嘴盖和喷嘴座的连接处不需要添加石墨纸。
其中,喷嘴座8石墨材质,其底部与炉体底座齐平,其下部放置在炉底座上,其外径50mm,内径34mm,侧孔直径12mm,上部为内止口,止口直径为42mm,高度为2mm。喷嘴座的内止口上装有分布板,分布板是石墨材质,其外径为42mm,厚度6mm,嵌入在喷嘴座的内止口上。如图5所示,分布板上均匀分布有21个V型孔,V型孔上孔直径6mm,下孔直径2mm。
实施例2:具有气流导向功能的沉积炉的应用
从出气口13将炉内抽真空,然后从进气口12冲入氮气,然后升温至1300℃后,通过喷嘴通入甲基硅烷蒸汽,甲基硅烷常温为液态,需要预加热后通入;气体通过连接到原始喷嘴的外部管线通入到喷嘴中,气体流速为5kg/h,然后同时进行内外壁的沉积,石墨件沉积时间为6h。在沉积完成后,经沉积后的石墨件,其表面硬度进一步增强,同时由于碳化硅涂层结合致密,可以阻止石墨件的部分杂质进入反应系统,增加石墨件的使用寿命和应用范围。
本实用新型提供了一种具有气流导向功能的沉积炉的思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种具有气流导向功能的沉积炉,待涂层的石墨筒(2)放置在所述沉积炉(1)的内部,石墨筒(2)的底部通过支撑柱(3)连接到炉底座(4);所述炉底座(4)上设有喷嘴(5);
其特征在于,所述喷嘴(5)安装有气流导向装置以调控气流的喷射。
2.根据权利要求1所述的沉积炉,其特征在于,所述的气流导向装置包括喷嘴盖(6)、导向管(7)、喷嘴座(8)和分布板(9);
其中,所述喷嘴盖(6)与喷嘴(5)连接,喷嘴盖(6)通过导向管(7)连接到喷嘴座(8),喷嘴座(8)的顶部设有分布板(9),喷嘴座(8)的底部与炉底座(4)连接。
3.根据权利要求1所述的沉积炉,其特征在于,所述的支撑柱(3)为石墨支撑柱。
4.根据权利要求1或3所述的沉积炉,其特征在于,所述支撑柱(3)的底部为圆柱,上部为圆锥台。
5.根据权利要求1所述的沉积炉,其特征在于,所述喷嘴(5)的底部为空心的圆柱,上部为倒置的圆锥台。
6.根据权利要求2所述的沉积炉,其特征在于,所述喷嘴盖(6)的底部开孔,嘴盖(6)通过开孔套在喷嘴(5)的喷口处。
7.根据权利要求2所述的沉积炉,其特征在于,所述喷嘴盖(6)的侧部和喷嘴座(8)的侧部设有与导向管(7)同样大小的开孔,导向管(7)与喷嘴盖(6)的侧部和喷嘴座(8)的侧部相连接。
8.根据权利要求2所述的沉积炉,其特征在于,所述喷嘴座(8)的上部为内止口,分布板(9)嵌入内止口内。
9.根据权利要求8所述的沉积炉,其特征在于,所述的分布板(9)内设有漏斗型孔(10),大孔朝上,小孔朝下。
10.根据权利要求2所述的沉积炉,其特征在于,所述喷嘴座(8)与炉底座(4)连接。
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CN112501588A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-03-16 | 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 | 进气分布器及利用其在大型筒体构件上制备SiC涂层的方法 |
CN115181960A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-10-14 | 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 | 一种薄壁尖锥回转件的cvi导流装置及其使用方法 |
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