JP2006117510A - カーボン製筒状容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内表面がシリコン融液と接触するカーボン製の筒状容器であって、該筒状容器が、複数のカーボン成型体より構成され、かつシリコン融液と接触する領域にあるカーボン成型体同士の突合せ部の間隙の少なくとも一部に、密度1.0g/cm3以上である
カーボン材を介在せしめて構成されることによって、該カーボン材が、該間隙に浸入するシリコン融液と反応して少なくとも一部が炭化珪素となり、該間隙をシールするようにしたことを特徴とするカーボン製筒状容器。
【選択図】 図2
Description
モノシラン(SiH4)などのシラン類と、水素等の還元性ガスとを含むシリコン析出用
原料ガスを接触させてシリコンを析出させる容器等が挙げられる。
とによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
であるカーボン材を介在せしめて構成されることによって、該カーボン材が、該間隙に浸入するシリコン融液と反応して少なくとも一部が炭化珪素となり、該間隙をシールするようにしたことを特徴とするカーボン製筒状容器を提供するものである。
より、シリコン融液との接触により形成される炭化珪素層は、液の浸透防止力が強く、更に、シリコン融液中への炭化珪素の溶出も抑制される強固な炭化珪素層とすることができる。更に、炭化珪素層にクラックが発生したとしても、残存するカーボン材が、再度、浸入するシリコン融液と反応して、新たな炭化珪素層を形成できるものと考えられ、より一層耐久性を向上させることができる。
本発明のカーボン製筒状容器は、内表面がシリコン融液と接触するカーボン製の筒状容器であって、該筒状容器が複数のカーボン成型体より構成されたものである。
カーボン材の密度が1.0g/cm3未満の場合には、シリコン融液と接触した際、十分
な炭化珪素層を形成することができず、シリコン融液中に溶出してしまい、シリコン融液の漏洩を防止することができないため好ましくない。カーボン材の密度が1.0g/cm3以上であることにより、シリコン融液との接触により形成される炭化珪素層は、液の浸
透防止力が強く、シリコン融液中への炭化珪素の溶出も抑制される強固な炭化珪素層とすることができる。更に、形成された炭化珪素層が劣化したり、炭化珪素層にクラックが発生したとしても、残存するカーボン材が、再度、浸入するシリコン融液と反応して、新たな炭化珪素層を形成できるものと考えられ、より一層耐久性を向上させることができる。
以下であることが好ましい。尚、カーボン材の密度を2.0g/cm3以下にすることに
より、カーボン材に適度な弾力性が得られるため、カーボン成型体同士の突合せ部の加工工程で発生する微小な凹凸をカーボン材が吸収し、シリコン融液が通過する空隙を効果的に埋めることができる。
上のカーボン材を介在させるには、一定の粒度を有したカーボン粉末を噴霧させ、カーボン材を介在させる方法も考えられるが、カーボン製筒状容器を施工する際の操作性を考慮すると、パッキン及びガスケット材として用いられる黒鉛の層状構造である平板状成形物、またはカーボン粉体を圧縮成形した成形物を使用することが好ましい。また、前記カーボン材の成形物において、圧縮性があるものを間隙に介在させれば、カーボン成型体同士の突合せ部の面精度を厳密にしなくとも、間隙を効果的に塞ぐことができる。
カーボン材の大きさ、すなわちカーボン材の厚みa、幅bは、カーボン材が配置される間隙の大きさと略等しい。すなわちカーボン材の厚みaは、特に制限されるものではなく、使用するカーボン成型体の材質、寸法、強度、突合せ部の形状、接触するシリコン融液の量等により適宜設定すればよい。中でも、厚みが大きくなりすぎるとカーボン成型体と生成する炭化珪素層との熱膨張差により、ひび割れが発生しやすくなるため、可能な限り
厚みを薄くすることが好ましい。工業的なシリコン製造用反応器においては、該厚みaは、好ましくは1.0μm〜1000μm、更に好ましくは1.0μm〜100μmである。
該間隙に浸入するシリコン融液と反応して少なくとも一部が炭化珪素となり、該間隙をシールするようにしたシール構造を形成することである。
炭化珪素の溶出も抑制される強固な炭化珪素層とすることができる。また、シリコン融液の接触によって炭化珪素層が劣化した場合、またはシリコンの生成において、昇降温操作サイクルを長期間行うことによって、炭化珪素層にひび割れが生じた場合でも、該間隙には、カーボン材が残存しているため、再度、浸入するシリコン融液と反応し、炭化珪素層を形成できるものと考えられ、シリコン融液の漏洩を防ぐことができる。これは、予め炭化珪素層を結合材としてカーボン成型体を接合する従来の方法では、成し得る事ができないものである。
(実施例)
以下、実施例により、本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
円筒型で均等の長さ(長さ200mm)のカーボン成型体に5分割され、これらカーボン成型体をネジ継ぎ構造で接合する、外径75mm、内径45mm、長さ1000mmの円筒型カーボン製筒状容器において、カーボン成型体同士の突合せ部の間隙に、黒鉛の層状構造である、厚みが1000μm、幅10mm(カーボン密度1.0g/cm3)の平
板状成形物カーボン材を介在させ、カーボン製筒状容器とし、シリコン製造装置に設置した。
実施例2においては、実施例1において使用した平板状成形物カーボン材を圧縮し、厚みが500μm、幅10mm(カーボン密度2.0g/cm3)であるカーボン材を使用
した以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
実施例3〜5においては、間隙に介在させるカーボン材として、カーボン粉体(粒子径1.0〜10.0μm)を圧縮成形した成形物を使用し、更に、厚みが10μm、100μm、1000μmとなるように設定し、其々の幅を10mm(カーボン密度1.0g/cm3)としたカーボン材を間隙に介在させた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
実施例6においては、溶融させたシリコンを受ける容器として、円筒型で均等の長さ(長さ100mm)のカーボン成型体(ただし、一方のカーボン成型体には底部を有する)に2分割され、これらカーボン成型体をネジ継ぎ構造で接合する外径75mm、内径45mm、長さ200mmの円筒状のカーボン製筒状容器であって、カーボン成型体の突合せ部の間隙に、実施例1と同様の方法でカーボン材を介在させて、底部を有するルツボ状のカーボン製筒状容器を作製した。
実施例1において、間隙に介在させるカーボン材として、カーボン粉体(粒子径1.0〜10.0μm)を圧縮成形した成形物を使用し、厚みが1000μmに設定し、幅は10mm(カーボン密度0.4g/cm3)のカーボン材を間隙に介在せしめた以外は、実
施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、間隙に介在させるカーボン材として、カーボン粉体(粒子径1.0〜10.0μm)を圧縮成形した成形物を使用し、厚みが1000μmに設定し、幅は10mm(カーボン密度0.8g/cm3)のカーボン材を間隙に介在せしめた以外は、実
施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
カーボン成型体同士の突合せ部の間隙に、結合体として、粒子径1.0〜10μmのカーボン粉体及びシリコン粉体とを重量比1:1(カーボン密度1.0g/cm3)にて混
合させたものを設置した。この際の結合体の厚みは、1000μm、幅は10mmとした。更に、該結合体をアルゴン雰囲気にて1600℃、1時間加熱させ、燃焼反応により炭化珪素層を生成し、予め炭化珪素層によりカーボン成型体が接合されたカーボン製筒状容器を作成した。
2 カーボン成型体
3 カーボン材
4 シリコン融液が接触する表面
5 サポート板
a カーボン材の厚み
b カーボン材の幅
Claims (3)
- 内表面がシリコン融液と接触するカーボン製の筒状容器であって、該筒状容器が、複数のカーボン成型体より構成され、かつシリコン融液と接触する領域にあるカーボン成型体同士の突合せ部の間隙の少なくとも一部に、密度1.0g/cm3以上であるカーボン材
を介在せしめて構成されることによって、該カーボン材が、該間隙に浸入するシリコン融液と反応して少なくとも一部が炭化珪素となり、該間隙をシールするようにしたことを特徴とするカーボン製筒状容器。 - 前記カーボン材が、平板状またはカーボン粉体を圧縮成形した成形物であることを特徴とする請求項1記載のカーボン製筒状容器。
- 前記カーボン製筒状容器の内表面でシリコンの析出反応およびシリコンの溶融を行うことにより、該内表面をシリコン融液と接触させることを特徴とする、請求項1または2に記載のカーボン製筒状容器。
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2005
- 2005-09-14 JP JP2005266883A patent/JP4818667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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