CN217785810U - 一种分体式坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分体式坩埚，包括同轴设置的内坩埚和防护罩，所述内坩埚为圆筒结构，包括埚体和埚托，所述埚体的一端连接有外延台，另一端与埚托连接，所述防护罩包括分体块和卡箍，多个所述分体块包裹埚体和埚托的外侧壁，且通过卡箍固定；本实用新型提供的分体式坩埚结构简单，拆装便捷，清理方便，能重复利用，节约生产成本。

Description

一种分体式坩埚

技术领域

本实用新型属于金属熔炼领域和多晶硅铸锭技术领域，具体是涉及到一种分体式坩埚。

背景技术

为防止生产过程中坩埚破裂导致熔液流出，进而烧坏炉体发生危险，坩埚侧壁需要设置防护罩，目前，坩埚和防护罩均为一体式结构。一体式坩埚只要有一部分损坏就无法正常使用，需要将整个坩埚报废，导致坩埚使用成本较高和多晶硅的生产成本高，而且产生碎坩埚等废弃物；当坩埚冷却后，由于热胀冷缩的缘故，坩埚与一体式的防护罩紧密接触，在拆清工序时取出坩埚非常困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，拆装便捷，清理方便，能重复利用，节约生产成本的分体式坩埚。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种分体式坩埚，包括同轴设置的内坩埚和防护罩，所述内坩埚为圆筒结构，包括埚体和埚托，所述埚体的一端连接有外延台，另一端与埚托连接，所述防护罩包括分体块和卡箍，多个所述分体块包裹埚体和埚托的外侧壁，且通过卡箍固定。

更具体的，所述外延台为圆筒形，外延台的内侧壁倾斜设置，外延台的开口内径大于内坩埚的内径。

更具体的，所述防护罩为圆筒形，防护罩的外径与外延台的外径相同。

更具体的，所述防护罩的内径大于内坩埚的外径。

更具体的，所述外延台与埚体的外侧壁通过圆弧段连接。

更具体的，所述埚体内侧壁与埚托的内侧壁相贴。

更具体的，所述卡箍包括卡箍片，所述卡箍片的两端均设有连接座，两个所述连接座通过锁紧螺栓连接。

更具体的，所述内坩埚的材质为氮化硅，所述防护罩的材质为石英，所述卡箍的材质为铜。

本实用新型的有益效果是，分体块为两个半圆筒，使用微波加热时，两个半圆筒形的分体块套在内坩埚的外侧壁上，内坩埚与分体块衔接面平整，外延台能限定分体块的位置，然后用卡箍3固定，能实现快速升温，适用于有色金属熔炼和多晶硅制备；由于一体式的坩埚在加热时，坩埚的上部和下部存在的温度差，易导致坩埚破裂，故本实施例的内坩埚采用埚体和埚托的分体式设计，能减少内坩埚侧壁的热应力，降低内坩埚破裂的几率；防护罩通过卡箍固定，结构简单，拆装方便，能解决内坩埚和防护罩加热膨胀后不能拆卸的问题，能快速取出内坩埚，便于取料和清理，替换损坏部分后能多次利用，大幅节约生产成本。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的实施例另一视角的结构示意图；

图3为图1所示内坩埚的结构示意图；

图4为图3所示的内坩埚另一视角的结构示意图；

图5为图1所示的防护罩的结构示意图；

图6为图1所示的卡箍的结构示意图。

在图中，1、内坩埚；11、外延台；12、埚体；13、埚托；14、圆弧段；2、防护罩；21、分体块；3、卡箍；31、卡箍片；32、连接座；33、锁紧螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明：

请一并参阅图1-6，本实施例提供的分体式坩埚，包括同轴设置的内坩埚1和防护罩2，所述内坩埚1为圆筒结构，所述内坩埚1包括埚体12和埚托13，所述埚体12的一端连接有外延台11，另一端与埚托13通过密封胶连接，埚体12与埚托13的衔接面平整，所述防护罩2包括分体块21和卡箍3，多个所述分体块21包裹埚体12和埚托13的外侧壁，且通过卡箍3固定。

在本实施例中，分体块21为两个半圆筒，使用微波加热时，两个半圆筒形的分体块21套在内坩埚1的外侧壁上，内坩埚1与分体块21衔接面平整，外延台11能限定分体块21的位置，然后用卡箍3固定，能实现快速升温，适用于有色金属熔炼和多晶硅制备；由于一体式的坩埚在加热时，坩埚的上部和下部存在的温度差，易导致坩埚破裂，故本实施例的内坩埚1采用埚体12和埚托13的分体式设计，能减少内坩埚1侧壁的热应力，降低内坩埚1破裂的几率；防护罩2为分体式结构，多个分体块21通过卡箍3固定，结构简单，拆装方便，一方面能为分体式的内坩埚1提供支撑，起到保护作用，另一方面能解决内坩埚1和防护罩2加热膨胀后不能拆卸的问题，能快速取出内坩埚1，便于取料和清理，替换损坏部分后能多次利用，大幅节约生产成本。

更具体的，所述外延台11为圆筒形，外延台11的内侧壁倾斜设置，外延台11的开口内径大于内坩埚1的内径，外延台11的内侧壁采用敞口式设计，便于倾倒内坩埚1中的熔液。

更具体的，所述防护罩2为圆筒形，防护罩2的外径与外延台11的外径相同，能避免形成易被碰撞损坏的凸出台阶。

更具体的，所述防护罩2的内径大于内坩埚1的外径，埚体12和埚托13插入防护罩2围合形成的筒体，并通过外延台11卡在防护罩2的顶端。

更具体的，所述外延台11与埚体12的外侧壁通过圆弧段14连接，避免与防护罩2发生碰撞。

更具体的，所述埚体12内侧壁与埚托13的内侧壁相贴，埚体12内侧壁与埚托13的内侧壁连接处平整，无台阶，避免熔液挂在埚体12与埚托13的连接处，能完全倒出底料，减少取料时对坩埚的敲打，造成对坩埚的磨损，提升坩埚的使用寿命。

更具体的，所述卡箍3包括卡箍片31，所述卡箍片31的两端均设有连接座32，两个所述连接座32通过锁紧螺栓33连接，结构简单、拆装方便、固定效果好。

更具体的，所述内坩埚1的材质为氮化硅，不允许导电；氮化硅坩埚具有较高的热稳定性和化学稳定性、抗氧化性强、耐腐蚀性强、耐热震、高强度、高硬度等特点，且与有色金属熔体具有不润湿性，因此氮化硅坩埚可以应用于高温氧化及熔盐、酸碱腐蚀等苛刻的工作环境。此外，目前在多晶硅铸锭时，为了尽量防止石英坩埚与液态硅发生反应，会在石英坩埚的表面涂覆一层氮化硅涂层。但是致密的氮化硅材料必须在氮气保护氛围及高温环境下液相烧结，且通常致密的氮化硅材料烧结后尺寸比烧结前收缩10％以上，所以石英坩埚表面涂覆的氮化硅层很难达到高致密的程度。石英坩埚涂覆氮化硅材料后还会出现涂层脱落或粘埚的现象，导致坩埚不能多次使用。而氮化硅坩埚较之石英坩埚，在高温环境中不仅有足够的强度，还具有优异的抗热震性，即使在高温后急剧冷却的情况下也不会产生裂纹，因此可以在硅晶制备过程中多次重复使用，延长了硅晶制备所用坩埚的使用寿命，降低了硅晶制备的成本。所述防护罩2的材质为石英，能够保护氮化硅坩埚，且成本低。所述卡箍3的材质为铜，性质稳定，耐高温，使用寿命长。

外延台11的外侧壁、顶面和埚体12的内、外侧壁以及埚托13的外底面均不进行磨削，避免损伤表面，以致于降低内坩埚1的断裂韧性，导致内坩埚1破裂。

本实用新型与现有的技术相比，具有以下几点有益效果：

1、一体式坩埚只要有一部分损坏就无法正常使用，需要将整个坩埚报废，导致坩埚使用成本较高和多晶硅的生产成本高，而分体式坩埚的埚体部分不易损坏，可以反复使用；

2、分体式坩埚可拆卸，不仅使得底料容易取出，而且可以减少取料时对坩埚的敲打，造成对坩埚的磨损，提高了坩埚的使用寿命；

3、由于氮化硅的优良特性，相比于石英坩埚，氮化硅坩埚能够在更加苛刻的环境中工作。

以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种分体式坩埚，其特征在于：包括同轴设置的内坩埚(1)和防护罩(2)，所述内坩埚(1)为圆筒结构，包括埚体(12)和埚托(13)，所述埚体(12)的一端连接有外延台(11)，另一端与埚托(13)连接，所述防护罩(2)包括分体块(21)和卡箍(3)，多个所述分体块(21)包裹埚体(12)和埚托(13)的外侧壁，且通过卡箍(3)固定。

2.如权利要求1所述的分体式坩埚，其特征在于：所述外延台(11)为圆筒形，外延台(11)的内侧壁倾斜设置，外延台(11)的开口内径大于内坩埚(1)的内径。

3.如权利要求2所述的分体式坩埚，其特征在于：所述防护罩(2)为圆筒形，防护罩(2)的外径与外延台(11)的外径相同。

4.如权利要求3所述的分体式坩埚，其特征在于：所述防护罩(2)的内径大于内坩埚(1)的外径。

5.如权利要求1所述的分体式坩埚，其特征在于：所述外延台(11)与埚体(12)的外侧壁通过圆弧段连接。

6.如权利要求1所述的分体式坩埚，其特征在于：所述埚体(12)内侧壁与埚托(13)的内侧壁相贴。

7.如权利要求1所述的分体式坩埚，其特征在于：所述卡箍(3)包括卡箍片(31)，所述卡箍片(31)的两端均设有连接座(32)，两个所述连接座(32)通过锁紧螺栓(33)连接。

8.如权利要求1所述的分体式坩埚，其特征在于：所述内坩埚(1)的材质为氮化硅，所述防护罩(2)的材质为石英，所述卡箍(3)的材质为铜。

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