CN211771661U - 一种有轴向条的涂层坩埚 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种有轴向条的涂层坩埚，所述坩埚由纤维绳或带编织而成，包括埚邦和埚底，所述埚邦和埚底包括至少两根预埋的轴向条，所述轴向条和所述纤维绳或带在同一个曲面内，所述纤维绳或带缠绕包覆所述轴向条。本申请的坩埚埚邦和埚底采用一根纤维绳或多根纤维绳编织而成，不需要浸渍、固化、高温碳化的加工步骤，节省工时。
Description
技术领域
本实用新型涉及单晶硅或多晶硅的制造过程中的一种纤维复合材料的应用，具体涉及一种采用纤维复合材料编织制作的有轴向条的涂层坩埚。
背景技术
在晶体的制作中，有一个部件是坩埚，坩埚的材料一般为石墨、陶瓷、金属等，存在坩埚龟裂、侵蚀失强等问题。而且，随着生长的晶体直径越来越粗，相应的炉子的直径也越做越大，这样对热场的可靠性也要求越来越高。由于现有坩埚强度的局限性，直径越大那么其壁厚要求也越大，所以重量很重，而且热容很高，导致操作笨重，耗能增加，成本提高。
因此，现有技术的坩埚还有提升的地方。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种纤维复合材料编织的有轴向条的涂层坩埚，以解决现有技术的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
一种有轴向条的涂层坩埚，所述坩埚由纤维绳或带编织而成，包括埚邦和埚底，所述埚邦和埚底包括至少两根预埋的轴向条，所述轴向条和所述纤维绳或带在同一个曲面内，所述纤维绳或带缠绕包覆所述轴向条。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述坩埚埚邦为一环形中空网状体，包括：上封边部、中环部和下封边部，所述上封边部、中环部和下封边部依序连接；其中，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部的环状中空网状体通过将一根或多根纤维绳或带编织成相对于所述中环部的中心轴斜向或者水平对齐而形成；所述上封边部和下封边部为环形体，由一根或多根所述纤维绳或带编织而成，保证封边的尾端不容易松开。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述轴向条为碳碳棒、石墨棒、高温陶瓷棒、高温金属棒其中的一种，所述轴向条平行于埚邦的中心轴。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述埚底为一碗形中空网状体，用一根或多根纤维绳或带编织而成。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述中环部的网状体由一根或多根纤维绳或带沿相对于所述中心轴倾斜第一角度的第一方向对齐；由一根或多根纤维绳或带沿相对于所述中心轴倾斜第二角度的第二方向对齐；所述第二角度与所述第一角度相同，并且其中所述第一方向与所述第二方向相对于所述中心轴对称，第一角度和第二角度范围为大于0度小于等于90度，轴向条被中环部的纤维绳或带内外所包围，一时间在外、一时间在内交织连接。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述纤维绳的每一根均包含多根纤维纱线，绳子的中心为平行于绳子轴心的纤维纱线，平行于轴心的纤维纱线外面包覆纤维编织管。
依照本申请较佳实施例所述的坩埚，所述轴向条编织连接所述上封边部，所述轴向条编织连接所述下封边部。
依照本申请较佳实施例
由于采用了以上的技术方案，使得本实用新型具有如下的优点效果：
第一、本申请的坩埚，不需要浸渍、固化、高温碳化的加工步骤，节省工时；
第二、本申请的轴向条，不需要使用粘接剂，减少固化过程，降低材料和工艺成本，无污染；
第三、本申请的坩埚采用直的纤维绳编织，不需要制作胚体，其形状的可塑性强，不受胚体的限制，可以灵活设计，批量生产缩短交货周期，材料加工浪费少；
第四、本申请的轴向条，不需要制作内模；
第五、本申请的坩埚，表面做过表面处理，可以有效减少腐蚀，延长寿命；
第六、本申请的坩埚设计了轴向条，可以确保埚邦高度方向的刚度和强度。
当然，实施本申请内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。
附图说明
图1为坩埚示意图；
图2为纤维编织管示意图；
图3为编织示意图之一；
图4为编织示意图之二；
图5为编织示意图之三；
图6为编织示意图之四。
具体实施方式
为便于理解，以下结合附图对本实用新型的较佳实施例做进一步详细叙述。
本申请的核心思想在于，制作一种坩埚，有效的提高和超越传统坩埚的寿命，采用编织结构制作，分段式设计，边缘局部封边加强，表面涂层。这种坩埚可以根据实际的设计要求灵活设计其结构，而不需要重新制作胚体，能够有效节约成本和缩短交货期，同时能够批量生产；而封边的设计，可以不使用粘结剂，所以也不需要高温碳化、气相沉积的加工步骤，节约了工时，同时可以有效增强坩埚边缘，提高使用寿命；进行表面处理后，可以有效延缓硅蒸汽的侵蚀，达到验收寿命的效果。此外，预埋的轴向条加强了坩埚高度方向的支撑强度，减少了沉积时间、浸渍工艺和支撑模具，大大降低材料成本和使用成本。
以下结合附图，具体说明本申请。请参见图1和图2，一种有轴向条的涂层坩埚，所述坩埚由纤维绳或带编织而成，所述纤维绳或带由碳纤维、陶瓷纤维或金属纤维其中一种组成。包括埚邦10和埚底20，所述埚邦和埚底包括至少两根预埋的轴向条，所述轴向条和所述纤维绳或带在同一个曲面内，所述纤维绳或带缠绕包覆所述轴向条。所谓的预埋的轴向条指的是，先将设计好数量的硬质轴向条轴向插设在预定位置的意思，然后才将纤维绳或带缠绕包覆所述轴向条。轴向条为碳碳棒、石墨棒、高温陶瓷棒、高温金属棒其中的一种，所述轴向条平行于埚邦的中心轴。
所述坩埚应用于单晶硅或多晶硅的制造过程中的一种纤维复合材料的应用领域，所述坩埚埚邦10为一环形中空网状体，所述埚底20为一碗形中空网状体，用一根或多根纤维绳或带编织而成。埚邦10包括：上封边部11、中环部12和下封边部13，所述上封边部11、中环部12和下封边部13依序连接；其中，所述中环部12为一环状中空网状体，具有在上表面和下表面开口的基本上为圆筒的中空形状，所述中环部12的环状中空网状体通过将一根或多根纤维绳或带30编织成相对于所述中环部12的中心轴斜向或水平对齐而形成。所述纤维绳30的每一根均包含多根纤维纱线，绳子的中心为平行于绳子轴心的纤维纱线，平行于轴心的纤维纱线外面包覆纤维编织管40。
所述上封边部11和下封边部13为环形体，由一根或多根所述纤维绳或带30编织而成，保证封边的尾端不容易松开。如图所示，一般的作法下，所述上封边部11和下封边部13的编织方法和中环部12的编织方法不同，所述上封边部11和下封边部13的编织密度比中环部12的编织密度大，但是不能用来限制本申请，密度一样只要达到支撑的目的，都应该是本申请的保护范围；所述至少两根轴向条50连接所述中环部12。所述中环部12的网状体由一根或多根纤维绳30沿相对于所述中心轴倾斜第一角度的第一方向对齐；由一根或多根纤维绳30沿相对于所述中心轴倾斜第二角度的第二方向对齐；所述第二角度与所述第一角度相同，并且其中所述第一方向与所述第二方向相对于所述中心轴对称，第一角度和第二角度范围为大于0度小于等于90度。轴向条50和中环部12连接时，轴向条被中环部的纤维绳或带内外所包围，轴向条50由上至下或由下至上当遇到中环部12的网状体时，一时间在外一时间在内交织连接；轴向条50因为平行于中心轴，因此可以确保埚邦10的高度。当然，轴向条50也可以更长一些，两端分别和上封边部11以及下封边部13连接来增加强度。当第一角度和第二角度为90度时，中环部12呈现水平状态的纤维绳30和垂直状态的轴向条50两者之间的交织连接。
中环部12的网状体能够确保高强度，因为纤维绳或带30和纤维绳或带30之间以编织物状彼此交织，并且能够牢固地保持甚至是具有大重量的石英坩埚。此外，在实施方式中，轴向条50的存在，在使得沿圆周方向膨胀的力作用于坩埚时，网状体能够沿圆周方向变大，从而能够吸收圆周方向的膨胀。因此，不可能发生纤维的断裂，形状不会在很大程度上丧失，所以坩埚具有优异的形状稳定性。
纤维绳30各自通过使约数万根纤维成束形成。作为构成纤维绳30的纤维，可以使用沥青基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维等。构成纤维绳30的纤维可以为相同材料或不同材料。
所述上封边部11和下封边部13的编织方式为针织或机织，请参考图3、图4、图5和图6所示，为上封边部11和下封边部13的各种编织方式，通过将一根或多根纤维绳30编织形成。另外，所述埚邦和埚底的表面带有热解碳或热解石墨或高温金属或碳化硅或其他陶瓷涂层。另外，所述轴向条采用纤维绳等软质材料时，所述轴向条编织连接所述上封边部，而且所述轴向条也可以编织连接所述下封边部。总的来说，轴向条可以和上封边部11及下封边部13连接，也可以不连接的。连接的话，适用用于轴向条也是纤维绳，这样可以和周向纤维绳混编在一起固定。一般是不需要连接的，因为周向纤维绳已经将轴向条紧紧固定住了，轴向条和上封边部11及下封边部13接触连接即可。
与现有技术的坩埚相比，本申请的坩埚采用纤维复合材料的纤维绳或带30编织，不需要制作胚体，坩埚的形状不受胚体的限制，可以灵活设计，由于原料规格统一，可以批量生产，而且生产效率大大提高，同时在坩埚制作过程中不需要粘结剂烧结或气相沉积或液相沉积，工时大大缩短，所以成本较低，交货周期短，易于供应。
由于采用了以上的技术使得本申请相比现有技术，具有以下的优点和积极效果：
第一、本申请的坩埚，不需要浸渍、固化、高温碳化的加工步骤，节省工时；
第二、本申请的轴向条，不需要使用粘接剂，减少固化过程，降低材料和工艺成本，无污染；
第三、本申请的坩埚采用直的纤维绳编织，不需要制作胚体，其形状的可塑性强，不受胚体的限制，可以灵活设计，批量生产缩短交货周期，材料加工浪费少；
第四、本申请的轴向条，不需要制作内模；
第五、本申请的坩埚，表面做过表面处理，可以有效减少腐蚀，延长寿命；
第六、本申请的坩埚设计了轴向条，可以确保埚邦高度方向的刚度和强度。
当然，实施本实用新型内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。
以上公开的仅仅是本实用新型的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟习本领域的技术人员在不违背本实用新型精神内涵的情况下，所做的均等变化和更动，均应落在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种有轴向条的涂层坩埚，其特征在于，所述坩埚由纤维绳或带编织而成，包括埚邦和埚底，所述埚邦和埚底包括至少两根预埋的轴向条，所述轴向条和所述纤维绳或带在同一个曲面内，所述纤维绳或带缠绕包覆所述轴向条；所述坩埚埚邦包括：上封边部和下封边部，所述轴向条是纤维绳时，所述轴向条编织连接所述上封边部，所述轴向条编织连接所述下封边部。
2.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚埚邦为一环形中空网状体，还包括：中环部，所述上封边部、中环部和下封边部依序连接；其中，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部的环状中空网状体通过将一根或多根纤维绳或带编织成相对于所述中环部的中心轴斜向或者水平对齐而形成；所述上封边部和下封边部为环形体，由一根或多根所述纤维绳或带编织而成，保证封边的尾端不容易松开。
3.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述轴向条为碳碳棒、石墨棒、高温陶瓷棒、高温金属棒其中的一种，所述轴向条平行于埚邦的中心轴。
4.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述埚底为一碗形中空网状体，用一根或多根纤维绳或带编织而成。
5.如权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述中环部的网状体由一根或多根纤维绳或带沿相对于所述中心轴倾斜第一角度的第一方向对齐；由一根或多根纤维绳或带沿相对于所述中心轴倾斜第二角度的第二方向对齐；所述第二角度与所述第一角度相同，并且其中所述第一方向与所述第二方向相对于所述中心轴对称，第一角度和第二角度范围为大于0度小于等于90度，轴向条被中环部的纤维绳或带内外所包围，一时间在外、一时间在内交织连接。
6.如权利要求2所述的坩埚，其特征在于，所述纤维绳的每一根均包含多根纤维纱线，绳子的中心为平行于绳子轴心的纤维纱线，平行于轴心的纤维纱线外面包覆纤维编织管。
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