CN218812225U - 一种可更换加强层套的碳碳坩埚 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可更换加强层套的碳碳坩埚，涉及碳碳坩埚的技术领域，其包括坩埚本体和加强层套，所述坩埚本体的外壁沿周向贯穿开设有一圈凹槽，所述加强层套包覆于所述凹槽内，所述加强层套的厚度与所述凹槽深度相等，所述加强层套的宽度与所述凹槽宽度相等。本申请具有通过设置可更换的加强层套，使得产生裂纹后的碳碳坩埚能够继续利用，从而有效延长了碳碳坩埚的使用寿命，减少了废弃碳碳坩埚造成的固废垃圾。
Description
技术领域
本申请涉及碳碳坩埚的技术领域，尤其是涉及一种可更换加强层套的碳碳坩埚。
背景技术
是重要的晶体材料，其主要用途是用作材料和太阳能光伏发电领域，按晶体生长方法的不同，分为直拉法(CZ)、区熔法(FZ)和外延法。由于成本和性能的原因，直拉法(CZ)单晶硅材料应用最广。
直拉法单晶炉热场一般包括：坩埚、导流筒、保温筒和加热器等部件，除加热器外，其它部件材质主要为碳碳复合材料。其中碳碳坩埚的主要作用是承载石英坩埚和硅料，高温下保持石英坩埚不变形，是重要的承力部件，使用寿命通常在6-8个月。通过分析发现其中直壁产生裂纹是碳碳坩埚的主要失效方式，一旦产生裂纹就存在漏硅的风险，为了安全起见，碳碳坩埚就会退出使用，再无使用价值。报废的碳碳坩埚不仅造成生产成本上升，同时还会带来大量固废垃圾，如何延长碳碳坩埚的使用寿命成为本技术领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
为了延长碳碳坩埚的使用寿命，本申请提供一种可更换加强层套的碳碳坩埚。
本申请提供的一种可更换加强层套的碳碳坩埚采用如下的技术方案：
一种可更换加强层套的碳碳坩埚，包括坩埚本体和加强层套，所述坩埚本体的外壁沿周向贯穿开设有一圈凹槽，所述加强层套包覆于所述凹槽内，所述加强层套的厚度与所述凹槽深度相等，所述加强层套的宽度与所述凹槽宽度相等。
通过采用上述技术方案，在坩埚本体容易出现裂缝的外壁上预先开设一圈凹槽，然后预先在凹槽内包覆一层碳碳复合材料的加强层套，当使用过程中碳碳坩埚的直壁段和加强层套上均出现裂纹时，则可以将产生裂纹的加强层套拆掉，然后装上新的加强层套，更换新的加强层套后的碳碳坩埚即可继续使用，通过设置可更换的加强层套，使得产生裂纹后的碳碳坩埚能够继续利用，从而有效延长了碳碳坩埚的使用寿命，减少了废弃碳碳坩埚造成的固废垃圾。
可选的，所述凹槽深度为坩埚本体壁厚的1/2。
通过采用上述技术方案，凹槽深度为坩埚本体厚度的一半，即加强层套的厚度为坩埚本体壁厚的一半，一方面能够最大化的减少加强层套的耗材，另一方面能够使加强层套保持合适的厚度和强度，进而保证碳碳坩埚整体具有良好的工作强度。
可选的，所述凹槽的宽度至少为所述坩埚本体高度的1/2。
通过采用上述技术方案，凹槽的宽度至少为坩埚本体高度的一半，即加强层套的宽度至少为坩埚本体高度的一半，如此设置能够使加强层套具有较大的覆盖面积，当坩埚本体产生裂纹时能够完全被加强层套包覆，从而不影响坩埚本体的正常使用，因此有效延长了碳碳坩埚的使用寿命。
可选的，所述凹槽下沿到所述坩埚本体底部的距离大于坩埚本体高度的1/4。
通过采用上述技术方案，由于直拉法在高温下使得碳碳坩埚内的硅料表面容易发生爆沸迸溅，由于遭受高温硅料的侵蚀，因此坩埚本体的中上部更容易出现裂纹，因此将加强层套设置于坩埚本体更易出现裂纹的中上部，当出现裂纹时，及时更换加强层套即可。
可选的，所述凹槽沿坩埚本体轴向竖直向上贯穿开设，所述加强层套同轴螺纹连接于坩埚本体外。
通过采用上述技术方案，螺纹连接的加强层套有利于快速对产生裂纹的加强层套进行更换，有利于提高更换加强层套时的工作效率。
可选的，所述凹槽的宽度为100mm，所述凹槽顶部距离坩埚本体上沿50mm。
通过采用上述技术方案，将凹槽开设于更容易出现裂纹的坩埚本体中上部，能够大量减少更换加强层套的耗材，并且开设宽度较小的凹槽有利于保证坩埚本体自身的强度不受破坏，从而降低裂纹产生的概率。
可选的，所述加强层套包括两块半圆形板和紧固件，两块所述半圆形板同轴卡接于凹槽内，所述紧固件用于将两块半圆形板固定。
通过采用上述技术方案，将加强层套设置为分体式的两部分，需要更换时，将紧固件拆卸掉，然后将产生裂纹的加强层套换掉，将新的两个半圆形板套设于凹槽外并对接为圆形，然后用紧固件将两个半圆形板固定即可，通过设置分体式的加强层套能够进一步便于对加强层套进行更换，有利于提高更换加强层套时的工作效率。
可选的，所述半圆形板端部固定有连接耳，所述连接耳上开设有固定孔，所述紧固件包括螺栓和螺母，所述螺栓一端依次穿过两个连接耳的固定孔并和螺母螺纹连接。
通过采用上述技术方案，紧固件采用碳碳材质的螺栓和螺母能够使两个半圆形板连接稳定，从而增强加强层套与坩埚本体的连接稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请通过在坩埚本体外设置可更换的加强层套，使得产生裂纹后的碳碳坩埚能够继续利用，从而有效延长了碳碳坩埚的使用寿命，减少了废弃碳碳坩埚造成的固废垃圾；
2.本申请通过将加强层套设置为分体式的两部分，需要更换时，将紧固件拆卸掉，然后将产生裂纹的加强层套换掉，将新的两个半圆形板套设于凹槽外并对接为圆形，然后用紧固件将两个半圆形板固定即可，通过设置分体式的加强层套能够进一步便于对加强层套进行更换，有利于提高更换加强层套时的工作效率。
附图说明
图1是本申请实施例1一种可更换加强层套的碳碳坩埚的整体结构示意图；
图2是本申请实施例1一种可更换加强层套的碳碳坩埚的纵向剖视图；
图3是本申请实施例2一种可更换加强层套的碳碳坩埚的整体结构示意图；
图4是本申请实施例2一种可更换加强层套的碳碳坩埚的纵向剖视图；
图5是本申请实施例3一种可更换加强层套的碳碳坩埚的整体结构示意图；
图6是本申请实施例3一种可更换加强层套的碳碳坩埚的纵向剖视图。
附图标记：1、坩埚本体；11、凹槽；2、加强层套；21、半圆形板；211、连接耳；22、紧固件；221、螺栓；222、螺母。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种可更换加强层套的碳碳坩埚。
实施例1
参照图1和图2，一种可更换加强层套的碳碳坩埚包括坩埚本体1和加强层套2。坩埚本体1为碳碳坩埚，坩埚本体1的高度为600mm，内径为950mm，外径为990mm，壁厚为20mm。
参照图1和图2，坩埚本体1外壁沿周向贯穿开设有一圈凹槽11，凹槽11深度为10mm，凹槽11沿坩埚本体1轴向的宽度为400mm，凹槽11下沿至坩埚本体1底壁的距离为200mm，凹槽11沿坩埚本体1轴向竖直向上贯穿开设。
参照图1和图2，加强层套2为碳碳复合材料，加强层套2通过针刺碳纤维预制体，然后预制体通过致密化增密至密度≥1.5g/cm3获得。加强层套2的厚度与凹槽11深度相等，加强层套2的宽度与凹槽11的宽度相等，加强层套2包覆于凹槽11内，加强层套2与坩埚本体1外壁同轴螺纹连接。
实施例1的实施原理：使用过程中，当坩埚本体1和加强层套2上均出现裂纹时，转动加强层套2使得有裂纹的加强层套2与坩埚本体1分离，然后将新的加强层套2同轴连接于坩埚本体1外，更换新的加强层套2后的碳碳坩埚即可继续使用。
实施例2
参照图3和图4，实施例2与实施例1的不同之处在于加强层套2，本实施例中加强层套2包括两块半圆形板21和两个紧固件22，两块半圆形板21同轴卡接于凹槽11内，两个紧固件22分别位于半圆形板21两端，紧固件22包括螺栓221和螺母222，螺栓221和螺母222均为碳碳材料，半圆形板21端部一体焊接有连接耳211，连接耳211上开设有固定孔。螺栓221一端依次穿过两个连接耳211的固定孔并和螺母222螺纹连接。
实施例2的实施原理为：使用过程中，当坩埚本体1和加强层套2上均出现裂纹时，转动螺母222使得螺母222与螺栓221分离，然后即可将两个有裂纹的加强套从坩埚本体1外壁拆卸下来，然后将新的两个半圆形板21端部对接，接着将螺栓221一端依次穿过两个连接耳211的固定孔，然后转动螺母222以将两个半圆形板21的连接耳211卡接，即完成对加强层套2的更换。
实施例3
参照图5和图6，实施例3与实施例2的不同之处在于凹槽11的位置和宽度不同。本实施例中凹槽11深度为20mm，凹槽11沿坩埚本体1轴向的宽度为100mm，凹槽11顶部距离坩埚本体1上沿的距离为50mm，加强层套2的宽度与凹槽11的宽度一致。
实施例2的实施原理为：将凹槽11开设于更容易出现裂纹的坩埚本体1中上部，能够大量减少更换加强层套2的耗材，并且开设宽度较小的凹槽11有利于保证坩埚本体1自身的强度不受破坏，从而降低裂纹产生的概率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：包括坩埚本体(1)和加强层套(2)，所述坩埚本体(1)的外壁沿周向贯穿开设有一圈凹槽(11)，所述加强层套(2)包覆于所述凹槽(11)内，所述加强层套(2)的厚度与所述凹槽(11)深度相等，所述加强层套(2)的宽度与所述凹槽(11)宽度相等，所述凹槽(11)深度为坩埚本体(1)壁厚的1/2，所述凹槽(11)的宽度至少为所述坩埚本体(1)高度的1/2。
2.根据权利要求1所述的一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：所述凹槽(11)下沿到所述坩埚本体(1)底部的距离大于坩埚本体(1)高度的1/4。
3.根据权利要求2所述的一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：所述凹槽(11)沿坩埚本体(1)轴向竖直向上贯穿开设，所述加强层套(2)同轴螺纹连接于坩埚本体(1)外。
4.根据权利要求1所述的一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：所述凹槽(11)的宽度为100mm，所述凹槽(11)顶部距离坩埚本体(1)上沿50mm。
5.根据权利要求2或4所述的一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：所述加强层套(2)包括两块半圆形板(21)和紧固件(22)，两块所述半圆形板(21)同轴卡接于凹槽(11)内，所述紧固件(22)用于将两块半圆形板(21)固定。
6.根据权利要求5所述的一种可更换加强层套的碳碳坩埚，其特征在于：所述半圆形板(21)端部固定有连接耳(211)，所述连接耳(211)上开设有固定孔，所述紧固件(22)包括螺栓(221)和螺母(222)，所述螺栓(221)一端依次穿过两个连接耳(211)的固定孔并和螺母(222)螺纹连接。
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