JPH10330185A - Crucible for pulling single crystal and its production - Google Patents

Crucible for pulling single crystal and its production

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JPH10330185A
JPH10330185A JP13734397A JP13734397A JPH10330185A JP H10330185 A JPH10330185 A JP H10330185A JP 13734397 A JP13734397 A JP 13734397A JP 13734397 A JP13734397 A JP 13734397A JP H10330185 A JPH10330185 A JP H10330185A
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JP
Japan
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crucible
carbon fiber
forming
single crystal
cylindrical
Prior art date
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Application number
JP13734397A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoji Ishikawa
智士 石川
Katsuhide Nagaoka
勝秀 長岡
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Toyo Tanso Co Ltd
Original Assignee
Toyo Tanso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the molding time of a C/C (carbon fiber reinforced carbon composite) crucible as well as to obtain a C/C crucible easy to bulk-produce, and to offer a method for producing it. SOLUTION: This crucible for pulling a single crystal is made of a carbon fiber reinforced carbon composite (i.e., C/C) material, and comprises a cylindrical body 2 and a disk-like bottom part 5, where both components are formed separately from each other and can be assembled by inserting the bottom part 5 into the body 2 and then fixing at the skirt part of the bottom part 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
法(以下「CZ法」という。)による単結晶引き上げ装
置等に用いられる単結晶引き上げ用ルツボ及びその製造
方法に係わり、特に、炭素繊維強化炭素複合材料(以下
「C/C材」という。)からなる単結晶引き上げ用ルツ
ボ及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a single crystal pulling crucible used for a single crystal pulling apparatus and the like by the Czochralski method (hereinafter referred to as "CZ method") and a method for producing the same. The present invention relates to a single crystal pulling crucible made of a carbon composite material (hereinafter referred to as “C / C material”) and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、CZ法による半導体単結晶の製
造には、従来より、シリコン等の半導体材料をその内部
で溶融するための石英ルツボと、石英ルツボを収容して
支持するためのルツボとが用いられている。通常、石英
ルツボを支持するためのルツボには、黒鉛製のものが使
用されている(以下、「黒鉛製ルツボ」という。)。こ
の石英ルツボを内部に収容する黒鉛製ルツボを使用して
半導体単結晶を製造すると、石英ルツボは使用中に半導
体材料の溶融熱を受けて軟化し、その外壁面が黒鉛製ル
ツボの内面に密着した状態となる。一方、黒鉛製ルツボ
は熱により膨張する。このため、半導体単結晶の製造工
程が終了し、石英ルツボと黒鉛製ルツボとが冷却される
と、熱膨張率が石英ルツボよりも大きい黒鉛製ルツボ
は、石英ルツボに比べて著しく収縮するため、割れを生
じるおそれがある。
2. Description of the Related Art For example, in the production of a semiconductor single crystal by the CZ method, a quartz crucible for melting a semiconductor material such as silicon therein and a crucible for accommodating and supporting the quartz crucible have conventionally been used. Is used. Usually, graphite crucibles for supporting quartz crucibles are used (hereinafter, referred to as "graphite crucibles"). When a semiconductor single crystal is manufactured using a graphite crucible that contains the quartz crucible inside, the quartz crucible is softened by the heat of melting of the semiconductor material during use, and the outer wall surface adheres to the inner surface of the graphite crucible. It will be in the state of having done. On the other hand, graphite crucibles expand due to heat. Therefore, when the semiconductor single crystal manufacturing process is completed, and the quartz crucible and the graphite crucible are cooled, the graphite crucible having a larger coefficient of thermal expansion than the quartz crucible shrinks significantly compared to the quartz crucible, Cracks may occur.

【0003】そこで、熱膨張率の差異に伴う割れを生じ
るおそれのないC/C材によって単結晶引き上げ用ルツ
ボを成形することが提案されているが、C/C材が熱膨
張率の差異に伴う割れを生じるおそれがないのは、その
熱膨張率が石英ルツボの構成材料であるSiO2 の熱膨
張率に近く、機械的強度も石英ルツボに比して高いため
である。このようなC/C材からなる単結晶引き上げ用
ルツボは、炭素繊維を成形型に巻き付けて成形するフィ
ラメントワインディング法(以下、「FW法」とい
う。)等の種々の方法により成形されている。
[0003] Therefore, it has been proposed to form a single crystal pulling crucible with a C / C material that does not cause cracks due to the difference in the coefficient of thermal expansion. There is no risk of accompanying cracks because the coefficient of thermal expansion is close to that of SiO 2 , which is a constituent material of the quartz crucible, and the mechanical strength is higher than that of the quartz crucible. Such a single crystal pulling crucible made of a C / C material is formed by various methods such as a filament winding method (hereinafter referred to as "FW method") in which carbon fibers are wound around a forming die and formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、FW法
を用いてC/C材からなる単結晶引き上げ用ルツボ(以
下、「C/Cルツボ」という。)を製造する方法は、炭
素繊維に樹脂等のマトリックス材を含浸させながら、そ
の炭素繊維を成形型に巻き付けて所定の形状に成形する
方法であるため、機械的強度に優れたC/Cルツボを成
形できる反面、特に、断面がU字形状をなしている単結
晶引き上げ用ルツボの湾曲部を成形するのが困難で、成
形に時間もかかるという問題点がある。
However, a method for producing a single crystal pulling crucible (hereinafter referred to as "C / C crucible") made of a C / C material using the FW method is based on a method in which carbon fiber is made of resin or the like. Is a method in which the carbon fiber is wound around a mold while being impregnated with the matrix material to form a predetermined shape, so that a C / C crucible having excellent mechanical strength can be formed, but in particular, the cross section is U-shaped. However, there is a problem that it is difficult to form the curved portion of the single crystal pulling crucible having the above structure, and it takes a long time to form.

【0005】そこで、本発明においては、C/Cルツボ
の成形時間を短縮させると共に容易に量産可能なC/C
ルツボ及びその製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, in the present invention, a C / C crucible which can be easily mass-produced while shortening the molding time of the C / C crucible is provided.
An object of the present invention is to provide a crucible and a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
炭素繊維強化炭素複合材料で形成される単結晶引き上げ
用ルツボであって、円筒状の胴部と、円盤状の底部とか
らなり、前記胴部と前記底部とが別個に形成され、前記
円盤状の底部を前記円筒状の胴部に挿入して端部で固定
することによって組み立て可能に形成されていることを
特徴とする。この構造であれば、胴部の形状が簡単な円
筒状になり、底部の形状が簡単な円盤状になるように、
胴部と底部とを別個に形成することによって、C/Cル
ツボを容易に成形することができる。また、胴部と底部
とを同時に形成することができる。これらにより、C/
Cルツボの成形期間が短縮されると共に、C/Cルツボ
を容易に量産することができる。また、胴部と底部とが
別個に形成されているため、熱応力が逃げやすく、熱応
力に強いC/Cルツボを成形することができる。
According to the first aspect of the present invention,
A single crystal pulling crucible formed of carbon fiber reinforced carbon composite material, comprising a cylindrical body and a disc-shaped bottom, wherein the body and the bottom are formed separately, and the disc-shaped Is inserted into the cylindrical body and fixed at the end so as to be assembled. With this structure, the shape of the body becomes a simple cylindrical shape, and the shape of the bottom becomes a simple disk shape.
By separately forming the body and the bottom, the C / C crucible can be easily formed. Further, the body and the bottom can be formed simultaneously. By these, C /
The molding period of the C crucible is shortened, and the C / C crucible can be easily mass-produced. In addition, since the body and the bottom are formed separately, thermal stress can easily escape, and a C / C crucible resistant to thermal stress can be formed.

【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の構成に加えて、前記円筒状の胴部の内側の側面が、
マトリックス材をからませた炭素繊維からなる布を円筒
状の成形型に巻き付けて、前記炭素繊維からなる布とマ
トリックス材とを複合させた炭素繊維強化炭素複合材料
で形成されており、前記円筒状の胴部の外側の側面が、
マトリックス材をからませた炭素繊維を前記円筒状の成
形型に巻き付けて、前記炭素繊維と前記マトリックス材
とを複合させた炭素繊維強化炭素複合材料で形成されて
いることを特徴とする。胴部が円筒状であるので、FW
装置によって成形する場合、円筒状の簡単な形状の成形
型を用いることができ、炭素繊維からなる布及び炭素繊
維の巻き付けが容易に行える。これにより、胴部の成形
期間を短縮することができるため、C/Cルツボ全体の
成形期間が短縮されると共に、C/Cルツボを容易に量
産することができる。また、胴部の内部に石英ルツボを
挿入しても、胴部の内側の側面が、炭素繊維からなる布
とマトリックス材とを複合させた炭素繊維強化炭素複合
材料を含んで形成されているので、石英ルツボに含まれ
るSiO2 との反応を抑制して、C/Cルツボの損傷を
抑制することができる。さらに、胴部の外側の側面が、
炭素繊維を巻き付けて形成されているので、径方向の応
力に対して優れた機械的強度のC/Cルツボを成形する
ことができる。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, an inner side surface of the cylindrical body is formed by:
A cloth made of carbon fiber entangled with a matrix material is wound around a cylindrical mold, and the cloth made of carbon fiber and a matrix material are combined to form a carbon fiber reinforced carbon composite material. The outer side of the torso is
A carbon fiber entangled with a matrix material is wound around the cylindrical molding die, and is formed of a carbon fiber reinforced carbon composite material in which the carbon fiber and the matrix material are combined. Since the body is cylindrical, FW
In the case of molding by an apparatus, a cylindrical mold having a simple shape can be used, and a cloth made of carbon fibers and winding of carbon fibers can be easily performed. Accordingly, the molding period of the body can be shortened, so that the molding period of the entire C / C crucible can be shortened, and the C / C crucible can be easily mass-produced. Also, even if a quartz crucible is inserted into the inside of the body, the inner side surface of the body is formed including a carbon fiber reinforced carbon composite material obtained by combining a cloth made of carbon fiber and a matrix material. In addition, the reaction with SiO 2 contained in the quartz crucible can be suppressed, and damage to the C / C crucible can be suppressed. In addition, the outer side of the torso
Since it is formed by winding carbon fibers, a C / C crucible having excellent mechanical strength against radial stress can be formed.

【0008】請求項3記載の発明は、炭素繊維強化炭素
複合材料で形成される単結晶引き上げ用ルツボの製造方
法であって、円筒状の胴部を形成する工程と、前記円筒
状の胴部を形成する工程に並行して、円盤状の底部を形
成する工程と、前記円盤状の底部を前記円筒状の胴部に
挿入して前記円筒状の胴部の端部で固定する組み立て工
程とを含むことを特徴とする。胴部の形状を簡単な円筒
状にすることによって、胴部の成形工程を簡素化するこ
とができる。また、底部の形状を簡単な円盤状にするこ
とによって、底部の成形工程を簡素化することができ
る。さらに、胴部を成形する工程と底部を成形する工程
とを別個に行うことによって、胴部と底部とを同時に形
成することができるため、C/Cルツボの成形期間を短
縮させると共に、C/Cルツボを容易に量産することが
できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a single crystal pulling crucible formed of a carbon fiber reinforced carbon composite material, wherein a step of forming a cylindrical body is provided. In parallel with the step of forming, a step of forming a disc-shaped bottom, and an assembling step of inserting the disc-shaped bottom into the cylindrical body and fixing it at an end of the cylindrical body. It is characterized by including. By forming the shape of the body portion into a simple cylindrical shape, the forming process of the body portion can be simplified. In addition, by forming the shape of the bottom portion into a simple disk shape, the process of forming the bottom portion can be simplified. Further, by separately performing the step of forming the body and the step of forming the bottom, the body and the bottom can be formed at the same time. Therefore, the molding period of the C / C crucible can be shortened, and the C / C crucible can be shortened. C crucibles can be easily mass-produced.

【0009】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明の構成に加えて、前記円筒状の胴部を形成する工程
が、前記胴部の内側の側面を形成するために、円筒状の
成形型に炭素繊維からなる布にマトリックス材をからま
せながら、巻き付ける工程と、前記胴部の外側の側面を
形成するために、前記円筒状の成形型にマトリックス材
をからませながら、炭素繊維を巻き付ける工程とを含む
ことを特徴とする。成形型が円筒状であるので、炭素繊
維からなる布及び炭素繊維の巻き付ける工程を容易に行
える。これにより、胴部の成形期間を短縮することがで
きるため、C/Cルツボ全体の成形期間が短縮されると
共に、C/Cルツボを容易に量産することができる。胴
部の内側の側面が、炭素繊維からなる布にマトリックス
材をからませながら巻き付ける工程を含んで形成される
ことによって、胴部の内部に石英ルツボを挿入しても、
石英ルツボに含まれるSiO2 との反応を抑制して、胴
部の内側が損傷しにくいC/Cルツボを成形することが
できる。また、胴部の外側の側面が、炭素繊維を巻き付
ける工程を含んで形成されることによって、径方向の応
力に対して優れた機械的強度のC/Cルツボを成形する
ことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect of the invention, the step of forming the cylindrical body portion includes forming a cylindrical inner side surface of the body portion. Winding the matrix material on the cloth made of carbon fiber in the forming die, and winding the matrix material on the cylindrical forming die in order to form the outer side surface of the body, And a step of winding. Since the molding die is cylindrical, the process of winding the carbon fiber cloth and the carbon fiber can be easily performed. Accordingly, the molding period of the body can be shortened, so that the molding period of the entire C / C crucible can be shortened, and the C / C crucible can be easily mass-produced. Even if a quartz crucible is inserted inside the body, the inner side surface of the body is formed including a step of winding the matrix material around a cloth made of carbon fiber while winding the matrix material.
By suppressing the reaction with SiO 2 contained in the quartz crucible, it is possible to form a C / C crucible in which the inside of the body is hardly damaged. In addition, since the outer side surface of the trunk portion is formed including the step of winding the carbon fiber, a C / C crucible having excellent mechanical strength against radial stress can be formed.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1及び図2
を用いて説明する。図1は、C/Cルツボの縦断面図で
ある。図2は、図1の部分断面拡大図で、胴部と底部と
の固定構造を説明する図である。
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a C / C crucible. FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of FIG. 1 and illustrates a fixing structure between a trunk and a bottom.

【0011】図1において、符号1はC/Cルツボを、
符号2は胴部を、符号5は底部を、符号6は固定部を、
符号16は支持台を示す。C/Cルツボ1は、胴部2と
底部5と固定部6とから形成されている。このC/Cル
ツボ1は、有底円筒形状に形成されており、内部に、石
英ルツボ(図示せず)を収納する空間が形成されるよう
になっている。このC/Cルツボ1は、支持台16の上
に設けられている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a C / C crucible,
Reference numeral 2 denotes a body portion, reference numeral 5 denotes a bottom portion, reference numeral 6 denotes a fixed portion,
Reference numeral 16 indicates a support. The C / C crucible 1 is formed from a body 2, a bottom 5, and a fixing part 6. The C / C crucible 1 is formed in a bottomed cylindrical shape, and a space for accommodating a quartz crucible (not shown) is formed therein. The C / C crucible 1 is provided on a support 16.

【0012】底部5は、円盤状に形成されており、石英
ルツボの台座となる面(以下、「台座面」という。)5
aと切欠部5eとを有している。円盤状の底部5は、そ
の径が胴部2の内径より小径に形成されており、また、
その軸方向の長さは、胴部2の軸方向の長さよりも短く
形成されており、胴部2の内部に挿入できるように形成
されている。底部5は、紙面中、その上面に窪みが形成
されており、断面U字型の石英ルツボを支持するように
なっている。さらに、底部5は、その下面5kが支持台
16の上に設けられるように支持台16の上面に対して
水平に形成されている。
The bottom portion 5 is formed in a disk shape, and serves as a pedestal surface of the quartz crucible (hereinafter, referred to as a “pedestal surface”) 5.
a and a notch 5e. The disk-shaped bottom portion 5 is formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the body portion 2.
The length in the axial direction is shorter than the length in the axial direction of the body 2, and is formed so as to be inserted into the body 2. The bottom 5 has a depression formed in the upper surface thereof on the paper surface, and supports a quartz crucible having a U-shaped cross section. Further, the bottom part 5 is formed horizontally with respect to the upper surface of the support base 16 so that the lower surface 5 k is provided on the support base 16.

【0013】台座面5aは、湾曲面となるように底部5
の上面に形成されており、石英ルツボの下面に沿うよう
に形成されている。尚、台座面5aは、石英ルツボを支
持できるように形成されていればよいので、湾曲面に限
られず、水平の平らな面に形成されていてもよい。
The pedestal surface 5a is formed on the bottom 5 so as to be curved.
Is formed along the lower surface of the quartz crucible. The pedestal surface 5a only needs to be formed so as to support the quartz crucible, and is not limited to a curved surface, and may be formed on a horizontal flat surface.

【0014】また、底部5は、台座面5aの下部に所定
の厚み5bを有するように形成されている。所定の厚み
5bは、台座面5aの最下点5cから底部5の垂直下端
5dまでの長さである。所定の厚み5bは、機械的強度
の観点から、石英ルツボの熱による膨張収縮に耐えられ
る厚みに形成されている。
The bottom 5 is formed to have a predetermined thickness 5b below the pedestal surface 5a. The predetermined thickness 5b is a length from the lowest point 5c of the pedestal surface 5a to the vertical lower end 5d of the bottom 5. The predetermined thickness 5b is formed to have a thickness that can withstand expansion and contraction due to heat of the quartz crucible from the viewpoint of mechanical strength.

【0015】切欠部5eは、底部5の円周を6等分した
各位置に設けられており、底部5の下面5kに対して平
行な面5fと、底部5の側面に平行な面5gと、面5f
及び面5gに垂直に交わる面5l及び面5mと(図2
(b)参照)に囲まれた空間を形成している。このよう
に切欠部5eは、底部5の側面を切欠いて設けられてお
り、底部5を胴部2の内部に挿入すると固定部6に嵌合
するようになっている。
The notch 5e is provided at each position where the circumference of the bottom 5 is divided into six equal parts, and has a surface 5f parallel to the lower surface 5k of the bottom 5 and a surface 5g parallel to the side surface of the bottom 5. , Face 5f
2 and a surface 5l and a surface 5m which intersect perpendicularly with the surface 5g (FIG. 2).
(See (b)). As described above, the notch 5 e is provided by cutting the side surface of the bottom 5, and is fitted to the fixing portion 6 when the bottom 5 is inserted into the body 2.

【0016】胴部2は、内側胴部3と外側胴部4とから
構成されている。内側胴部3は、図1に示すように、円
筒状に形成されており、底部5と嵌合させる固定部6を
有している。内側胴部3は、その内径が石英ルツボの外
径よりも大径に形成されており、内側胴部3の内部に石
英ルツボを挿入できるようになっている。また、内側胴
部3の軸方向の環状の端面3bは、支持台16上に安定
して固定できるように支持台16の上面に対して水平に
形成されている。
The body 2 is composed of an inner body 3 and an outer body 4. As shown in FIG. 1, the inner trunk portion 3 is formed in a cylindrical shape, and has a fixing portion 6 to be fitted to the bottom portion 5. The inner trunk 3 has an inner diameter larger than the outer diameter of the quartz crucible so that the quartz crucible can be inserted into the inner trunk 3. The axial end face 3 b of the inner trunk 3 in the axial direction is formed horizontally with respect to the upper surface of the support base 16 so as to be stably fixed on the support base 16.

【0017】内側胴部3は、後述の製造方法によって、
炭素繊維からなる布を含むC/C材の層によって形成さ
れている。炭素繊維からなる布は、炭素繊維を織ったも
のであるため、炭素繊維の束同士の隙間が少なくなって
いる。上記のような炭素繊維からなる布を用いることに
よって、内側胴部3の内部に石英ルツボを挿入しても、
石英ルツボに含まれるSiO2 との反応を抑制すること
ができる。
The inner body 3 is formed by a manufacturing method described later.
It is formed by a layer of C / C material including cloth made of carbon fiber. Since the cloth made of carbon fibers is made by weaving carbon fibers, gaps between the bundles of carbon fibers are reduced. By using a cloth made of carbon fiber as described above, even if a quartz crucible is
Reaction with SiO 2 contained in the quartz crucible can be suppressed.

【0018】外側胴部4は、円筒状に形成されており、
内側胴部3の両端間の長さと同じに形成されている。そ
して、外側胴部4は、その内径が内側胴部3の外径より
も大径に形成されており、外側胴部4の内部に内側胴部
3を挿入できるように形成されている。この外側胴部4
は、後述の製造方法によって、径方向に巻き付けられた
炭素繊維を含むC/C材によって形成されている。この
ため、石英ルツボの熱膨張による径方向の応力に対して
優れた機械的強度を有する。
The outer body 4 is formed in a cylindrical shape.
The inner body 3 is formed to have the same length as both ends. The outer trunk 4 has an inner diameter larger than the outer diameter of the inner trunk 3, and is formed so that the inner trunk 3 can be inserted into the outer trunk 4. This outer trunk 4
Is formed of a C / C material containing carbon fibers wound in the radial direction by a manufacturing method described later. For this reason, the quartz crucible has excellent mechanical strength against radial stress due to thermal expansion.

【0019】固定部6は、C/C材で形成されている。
この固定部6は、内側胴部3の内側面3aから内側へ突
出するように設けられており、底部5の切欠部5eと嵌
合するようになっている。また、固定部6の下面は内側
胴部3の下端の軸端面3bと一致しており、固定部6と
内側胴部3との下端は、平らな面を形成するようになっ
ている。さらに、固定部6と内側胴部3とは、図2
(a)に示すように、内側胴部3の内側面3aと固定部
6の側面とが重なる位置に2本のボルト7が通されてい
る。また、この固定部6は、図2(b)に示すように、
内側胴部3の円周を6等分した各位置に設けられてい
る。尚、ボルト7は、熱膨張を考慮して、C/C材製の
ものを使用するが、黒鉛製のものでもよい。
The fixing part 6 is formed of a C / C material.
The fixing portion 6 is provided so as to protrude inward from the inner side surface 3 a of the inner trunk portion 3, and fits with the cutout portion 5 e of the bottom portion 5. The lower surface of the fixing portion 6 coincides with the shaft end surface 3b at the lower end of the inner trunk portion 3, and the lower ends of the fixing portion 6 and the inner trunk portion 3 form a flat surface. Further, the fixing portion 6 and the inner trunk portion 3 are connected to each other in FIG.
As shown in (a), two bolts 7 are passed through a position where the inner side surface 3a of the inner trunk portion 3 and the side surface of the fixing portion 6 overlap. Further, as shown in FIG. 2B, the fixing portion 6
It is provided at each position which divides the circumference of the inner trunk 3 into six equal parts. The bolt 7 is made of a C / C material in consideration of thermal expansion, but may be made of graphite.

【0020】次に、内側胴部3と外側胴部4と底部5と
の組み立て構造を図2を参照しつつ説明する。内側胴部
3は、外側胴部4の内部に挿入されており、2重構造の
C/Cルツボが構成される。尚、内側胴部3は、外側胴
部4の内部に接着されていてもよい。底部5は、内側胴
部3の内部に石英ルツボを挿入したときに、底部5の台
座面5aが、石英ルツボの台座となるように、内側胴部
3の内部に挿入されており、底部5の側面を切欠いて設
けられた切欠部5eと、内側胴部3の内側面3aの内側
に突出した固定部6とを嵌合させることによって、内側
胴部3の内部に固定されている。このとき、底部5を内
側胴部3の端部(内側胴部3の軸端面3b、底部5の下
面5k及び固定部6の下面とで平らな平面を形成するよ
うな位置)で固定すると、C/Cルツボ1全体の安定が
よくなる。
Next, the assembly structure of the inner trunk 3, the outer trunk 4, and the bottom 5 will be described with reference to FIG. The inner trunk 3 is inserted into the outer trunk 4 to form a C / C crucible having a double structure. Note that the inner trunk 3 may be bonded to the inside of the outer trunk 4. The bottom 5 is inserted into the inner body 3 so that when the quartz crucible is inserted into the inside of the inner body 3, the pedestal surface 5 a of the bottom 5 becomes a pedestal for the quartz crucible. Are fixed to the inside of the inner trunk 3 by fitting a notch 5e provided by notching the side surface of the inner trunk 3 with a fixing portion 6 protruding inside the inner side surface 3a of the inner trunk 3. At this time, when the bottom 5 is fixed at the end of the inner trunk 3 (a position where a flat plane is formed by the shaft end face 3b of the inner trunk 3, the lower surface 5k of the bottom 5, and the lower surface of the fixing portion 6), The stability of the entire C / C crucible 1 is improved.

【0021】尚、内側胴部3と底部5との固定構造は、
上記の構造に限られず、内側胴部3と底部5との下端を
加工することによって、ボルト7を使用せずに固定する
ことができる。尚、その場合には、内側胴部3と外側胴
部4とが別部材でなく一体に形成されていてもよい。内
側胴部3と外側胴部4とが一体である場合には胴部2の
内側の側面が炭素繊維からなる布を巻き付けて形成さ
れ、胴部2の外側の側面が炭素繊維を巻き付けて形成さ
れる。
The fixing structure between the inner trunk 3 and the bottom 5 is as follows.
The present invention is not limited to the above-described structure, and can be fixed without using the bolts 7 by processing the lower ends of the inner trunk portion 3 and the bottom portion 5. In this case, the inner trunk 3 and the outer trunk 4 may be formed integrally instead of being separate members. When the inner trunk portion 3 and the outer trunk portion 4 are integrated, the inner side surface of the trunk portion 2 is formed by wrapping a cloth made of carbon fibers, and the outer side surface of the trunk portion 2 is formed by wrapping carbon fibers. Is done.

【0022】図3は、胴部2と底部5との他の固定構造
を説明する図である。図3(a)において、符号2は胴
部を、符号2aは肩部を、5nは環状の切欠部を示す。
肩部2aは、胴部2の内径が縮径することによって形成
されており、胴部2の内側面2eに平行な面2cと胴部
2の内側面2eに直角である面2bとから構成されてい
る。また、切欠部5nは、底部5の側面の下端に設けら
れている。切欠部5nは、底部5の直径が縮径すること
によって形成されており、底部5の下面5kに対して平
行な面5oと、底部5の側面に平行な面5pとから構成
されている。底部5の側面に切欠部5nを形成すること
によって、切欠部5nの面5oを肩部2aの面2bに一
致させるようにして肩部2aを切欠部5nに嵌合させ
て、胴部2と底部5とを固定することができる。
FIG. 3 is a view for explaining another fixing structure of the body 2 and the bottom 5. In FIG. 3A, reference numeral 2 denotes a trunk, reference numeral 2a denotes a shoulder, and reference numeral 5n denotes an annular cutout.
The shoulder 2 a is formed by reducing the inner diameter of the body 2, and includes a surface 2 c parallel to the inner surface 2 e of the body 2 and a surface 2 b perpendicular to the inner surface 2 e of the body 2. Have been. The notch 5n is provided at the lower end of the side surface of the bottom 5. The notch 5n is formed by reducing the diameter of the bottom 5 and includes a surface 5o parallel to the lower surface 5k of the bottom 5 and a surface 5p parallel to the side surface of the bottom 5. By forming the notch 5n on the side surface of the bottom portion 5, the shoulder 2a is fitted into the notch 5n so that the surface 5o of the notch 5n coincides with the surface 2b of the shoulder 2a. The bottom 5 can be fixed.

【0023】図3(b)において、符号5hは底部5の
肩部を示す。肩部5hは、底部5の側面の下端に設けら
れている。また、肩部5hは、底部5の下部の直径が胴
部2の外径と略同一となるまで拡径するように形成され
ており、底部5の下面5kに対して水平な面5jと、底
部5の側面5qに平行な面5iとから構成されている。
底部5に肩部5hを形成することによって、胴部2の下
端2dを底部5の面5jに一致させるようにして、胴部
2と底部5とを嵌合させて固定することができる。
In FIG. 3B, reference numeral 5h denotes a shoulder of the bottom 5. The shoulder 5h is provided at the lower end of the side surface of the bottom 5. The shoulder 5h is formed so as to increase in diameter until the diameter of the lower portion of the bottom 5 becomes substantially the same as the outer diameter of the body 2, and a surface 5j that is horizontal to the lower surface 5k of the bottom 5; The bottom 5 has a surface 5i parallel to the side surface 5q.
Forming the shoulder 5h on the bottom 5 allows the lower end 2d of the body 2 to coincide with the surface 5j of the bottom 5 so that the body 2 and the bottom 5 can be fitted and fixed.

【0024】図3(c)に示すように、例えば、底部5
と胴部2とは、端部を加工せずに、胴部2の内径と底部
5の直径を略同一の大きさにして底部5を胴部2に挿入
した後は、底部5の側面と胴部2の内側面2eとの表面
摩擦力及び胴部2の締付力によって嵌合するように形成
されている。
As shown in FIG. 3C, for example, the bottom 5
After the body 5 and the bottom 5 are inserted into the body 2 without processing the end, the inside diameter of the body 2 and the diameter of the bottom 5 are substantially the same size, and the side of the bottom 5 is The body 2 is formed so as to be fitted by the surface frictional force with the inner side surface 2 e and the tightening force of the body 2.

【0025】上記のいずれの場合もC/Cルツボ1全体
として、その下面が平らとなるように底部5を固定する
のが望ましい。
In any of the above cases, it is desirable to fix the bottom 5 so that the entire lower surface of the C / C crucible 1 is flat.

【0026】以上のように、胴部2の形状を簡単な円筒
状とし、底部5の形状が簡単な円盤状になるように、胴
部2と底部5とを別個に成形することによって、C/C
ルツボ1を容易に成形することができる。
As described above, the body 2 and the bottom 5 are separately molded so that the body 2 has a simple cylindrical shape and the bottom 5 has a simple disk shape. / C
The crucible 1 can be easily formed.

【0027】また、胴部2と底部5とが別部材であるこ
とから、熱応力が逃げやすいので、熱応力に強い構造に
なっている。また、底部5から胴部2を取り外すことが
できるので、胴部2が損傷することがあっても、胴部2
のみを交換することにより、継続して底部5を使用する
ことができる。さらに、単結晶引き上げ後に底部5に溜
まるシリコン等の残渣を容易に除去することができる。
Further, since the body portion 2 and the bottom portion 5 are separate members, thermal stress is easily released, so that the structure is strong against thermal stress. Further, since the body 2 can be removed from the bottom 5, even if the body 2 is damaged,
By replacing only the bottom part 5, the bottom part 5 can be used continuously. Furthermore, residues such as silicon remaining on the bottom 5 after the single crystal is pulled can be easily removed.

【0028】また、底部5が胴部2へ挿入され、底部5
の側面で胴部2の端部に固定される構造であり、底部5
と胴部2とを繋ぐ実質的な連結部が、石英ルツボの熱膨
張による応力が直接加わる台座面5a等にないため、石
英ルツボの熱膨張による応力にも強い構造になってい
る。
The bottom 5 is inserted into the body 2 and the bottom 5
Is fixed to the end of the body 2 on the side of
There is no substantial connecting portion connecting the body and the body 2 on the pedestal surface 5a or the like to which the stress due to the thermal expansion of the quartz crucible is directly applied, so that the structure is strong against the stress due to the thermal expansion of the quartz crucible.

【0029】本発明に係るC/Cルツボ1を製造するの
に適した方法を図4乃至図6を用いて説明する。図4
は、成形型を説明する図である。図5は、底部を成形す
る成形型を説明する図である。図6は、胴部と底部との
組み立て工程を説明する図である。
A method suitable for manufacturing the C / C crucible 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a molding die. FIG. 5 is a diagram illustrating a molding die for molding the bottom. FIG. 6 is a diagram for explaining a process of assembling the body and the bottom.

【0030】本発明のC/Cルツボ1の製造方法は、胴
部2を成形する工程と、前記胴部2を成形する工程に並
行して行われる底部5を成形する工程と、前記胴部2と
底部5とを組み立てる工程とを含んでいる。このC/C
ルツボ1の製造方法は、胴部2を成形する工程と、底部
5を成形する工程とを並行して行うことができるので、
C/Cルツボ1の製造期間を総合的に短縮でき、大量生
産に適している。以下、各工程を詳述する。
According to the method of manufacturing the C / C crucible 1 of the present invention, a step of forming the body 2, a step of forming the bottom 5 performed in parallel with the step of forming the body 2, 2 and a step of assembling the bottom 5. This C / C
In the method for manufacturing the crucible 1, the step of forming the body 2 and the step of forming the bottom 5 can be performed in parallel.
The production period of the C / C crucible 1 can be shortened comprehensively, which is suitable for mass production. Hereinafter, each step will be described in detail.

【0031】胴部2の製造方法を図4を用いて説明す
る。図4は、成形型を説明する図である。図4におい
て、符号8・10は成形型を、符号9は回転軸を示す。
A method of manufacturing the body 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a molding die. In FIG. 4, reference numerals 8 and 10 denote molding dies, and reference numeral 9 denotes a rotating shaft.

【0032】第1成形型8及び第2成形型10は、図4
(a)・(b)に示すように、中空円柱状に形成されて
いる。この第1成形型8及び第2成形型10の軸方向に
は、回転軸9が貫通している。これにより、第1成形型
8及び第2成形型10は、回転軸9に支持されており、
回転軸9によって回転するようになっている。そして、
フィラメントワインディング装置(以下、「FW装置」
という。)等が回転軸9を回転させることにより、第1
成形型8及び第2成形型10を回転させ、炭素繊維及び
炭素繊維からなる布の巻き付けを行う。
The first molding die 8 and the second molding die 10 are shown in FIG.
As shown in (a) and (b), it is formed in a hollow cylindrical shape. The rotating shaft 9 penetrates in the axial direction of the first forming die 8 and the second forming die 10. Thereby, the first molding die 8 and the second molding die 10 are supported by the rotating shaft 9,
It is adapted to be rotated by a rotating shaft 9. And
Filament winding device (hereinafter "FW device")
That. ) And the like rotate the rotation shaft 9,
The molding die 8 and the second molding die 10 are rotated to wind the carbon fiber and the cloth made of the carbon fiber.

【0033】上記のように中空円柱状の第1成形型8及
び第2成形型10は、従来のC/Cルツボを一体成形す
るための成形型と異なり、半球部を含んでいないので、
FW法であっても炭素繊維や炭素繊維からなる布の巻き
付けが容易に行え、成形期間が短縮される。また、第1
成形型8及び第2成形型10の両端を長く形成すること
によって、一度に複数の胴部2を成形することができ
る。
As described above, unlike the conventional molds for integrally molding a C / C crucible, the first and second molds 8 and 10 having a hollow columnar shape do not include a hemispherical portion.
Even in the case of the FW method, the winding of the carbon fiber or the cloth made of the carbon fiber can be easily performed, and the molding period is shortened. Also, the first
By forming both ends of the molding die 8 and the second molding die 10 to be long, a plurality of body parts 2 can be molded at one time.

【0034】上記の第1成形型8及び第2成形型10を
用いて胴部2を形成する工程を説明する。まず、第1成
形型8に、FW法でマトリックス材をからませた炭素繊
維の巻き付け(外側胴部4の成形)を行う。また、同時
に第2成形型10に、マトリックス材をからませた炭素
繊維からなる布の巻き付け(内側胴部3の成形)を行
う。次に、内側胴部3の成形体と外側胴部4の成形体と
に圧力をかけ硬化させ、焼成することにより炭化させ
る。また、上記の胴部2の成形工程と並行して固定部6
が成形される。
The process of forming the body 2 using the first and second molding dies 8 and 10 will be described. First, the first molding die 8 is wound around a carbon fiber entangled with a matrix material by the FW method (molding of the outer body portion 4). At the same time, a cloth made of carbon fiber entangled with a matrix material is wound around the second mold 10 (forming the inner body 3). Next, pressure is applied to the molded body of the inner body 3 and the molded body of the outer body 4 to harden them, and then carbonized by firing. Also, the fixing portion 6 is formed in parallel with the above-described forming process of the body portion 2.
Is molded.

【0035】以上のように内側胴部3と外側胴部4と固
定部6とを並行して成形し、成形後に内側胴部3と固定
部6とをボルト7により固定する。そして、内側胴部3
を外側胴部4に挿入して胴部2を成形する。尚、内側胴
部3を外側胴部4に挿入する工程は、後述の内側胴部3
と固定部6とを固定する工程の後に行ってもよい。
As described above, the inner trunk 3, the outer trunk 4, and the fixing part 6 are formed in parallel, and after the molding, the inner trunk 3 and the fixing part 6 are fixed by bolts 7. And the inner trunk 3
Is inserted into the outer body 4 to form the body 2. In addition, the step of inserting the inner body 3 into the outer body 4 is performed in the following manner.
It may be carried out after the step of fixing the and the fixing portion 6.

【0036】尚、マトリックス材としては、熱処理して
炭化する物、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、フ
ルフリルアルコール樹脂等の熱硬化性樹脂又は、ピッチ
系の材料のいずれを使用してもよい。
As the matrix material, any material which is carbonized by heat treatment, for example, a thermosetting resin such as a phenol resin, a furan resin, a furfuryl alcohol resin, or a pitch-based material may be used.

【0037】尚、緻密化を図る場合には、例えば、CV
I(Chemical Vapor Infiltration)法により、熱分解
炭素を浸透又は堆積させる等の被覆処理を施すのが、S
iO 2 との反応を抑制する観点及び機械的強度の観点か
ら好ましい。また、CVD(Chemical Vapor Depositio
n )法により、熱分解炭素を浸透又は堆積させて被覆処
理を施してもよい。
In the case where densification is to be achieved, for example, CV
Thermal decomposition by I (Chemical Vapor Infiltration) method
Coating such as infiltration or deposition of carbon is performed by S
iO TwoFrom the viewpoint of suppressing the reaction with aluminum and the viewpoint of mechanical strength?
Are preferred. In addition, CVD (Chemical Vapor Depositio)
n) method to infiltrate or deposit pyrolytic carbon to cover
May be applied.

【0038】底部5を成形する工程を図5を参照しつつ
説明する。図5において、符号5は底部を、符号12は
第3成形型を、符号13は上型を、符号14は下型を、
符号15は球面を示す。第3成形型12は、上型13と
下型14とを有しており、上型13と下型14とに圧力
をかけることによって、底部5を成形するようになって
いる。この下型14には、その中央に球面15が形成さ
れており、底部5の台座面5aを成形できるようになっ
ている。また、上型13は、底部5の下面5k及び側面
と切欠部5eを形成するために、一部に凹部を有する円
柱状の空間が形成されている。尚、下型14は、石英ル
ツボの下面に沿うような台座面5aを形成できればよ
く、その中央に球面15を有するものに限られない。
The step of forming the bottom 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, reference numeral 5 denotes a bottom, reference numeral 12 denotes a third molding die, reference numeral 13 denotes an upper die, reference numeral 14 denotes a lower die,
Reference numeral 15 indicates a spherical surface. The third mold 12 has an upper mold 13 and a lower mold 14, and is configured to mold the bottom 5 by applying pressure to the upper mold 13 and the lower mold 14. The lower mold 14 has a spherical surface 15 formed at the center thereof so that the pedestal surface 5a of the bottom 5 can be formed. In addition, the upper die 13 has a columnar space partially formed with a concave portion for forming the lower surface 5k and the side surface of the bottom portion 5 and the cutout portion 5e. Note that the lower mold 14 is only required to form the pedestal surface 5a along the lower surface of the quartz crucible, and is not limited to the one having the spherical surface 15 at the center thereof.

【0039】上記の第3成形型12を用いて底部5を成
形する工程を説明する。炭素繊維からなる布に樹脂を塗
工して、プリプレグにしたものを短冊状に裁断する。
尚、底部5を成形する材料には、炭素繊維からなる布に
限られず、短炭素繊維を使用してもよい。
The step of forming the bottom 5 using the third mold 12 will be described. A resin is applied to a cloth made of carbon fiber, and the prepreg is cut into strips.
The material for forming the bottom 5 is not limited to the cloth made of carbon fibers, and short carbon fibers may be used.

【0040】次に、上記の下型14の球面15に短冊状
のプリプレグを被せて、所定の厚みになるように積層さ
せる。そして、上型13を下型14に押さえつけて熱圧
成形して、底部5の成形体を得る。次に、焼成を行い、
底部5の成形体を炭化させる。そして、再び、成形体に
マトリックス材を含浸させて焼成を行い、成形体を炭化
させる。次に、黒鉛化を行った後、成形体の機械加工を
行う。
Next, a strip-shaped prepreg is put on the spherical surface 15 of the lower mold 14 and laminated so as to have a predetermined thickness. Then, the upper mold 13 is pressed against the lower mold 14 and hot-pressed to obtain a molded body of the bottom 5. Next, firing is performed,
The compact at the bottom 5 is carbonized. Then, the compact is again impregnated with the matrix material and fired to carbonize the compact. Next, after graphitization, the molded body is machined.

【0041】胴部2と底部5とを成形する工程は、上記
の通りであるが、具体的に以下の条件の下で行った。
The process of forming the body 2 and the bottom 5 is as described above, but was specifically performed under the following conditions.

【0042】胴部2を成形する工程では、第1成形型8
に、抜き取り易さの観点から熱膨張係数の大きい金属製
で、その寸法が、外径φ600mmで内径φ580mmで両
端間1500mmである型を使用した。また、第2成形型
10に、第1成形型8と同様に金属製で、その寸法が、
外径φ580mmで内径φ560mmで両端間1500mmで
ある型を使用した。また、炭素繊維からなる布には、3
K平織クロスを使用し、炭素繊維には、12K炭素繊維
を使用した。硬化処理は、110°Cで2時間半行い、
さらに、160°Cで5時間行った。次に、一次焼成は
800°Cで72時間行った。また、そして、ピッチ系
の材料を含浸した後、再び1000°Cで焼成を行っ
た。尚、焼成処理を2回繰り返して行った。そして、黒
鉛化は、2000°Cのハロゲンガス中で行った。
In the step of molding the body 2, the first molding die 8
A mold made of metal having a large coefficient of thermal expansion from the viewpoint of ease of removal and having dimensions of an outer diameter φ600 mm, an inner diameter φ580 mm, and both ends 1500 mm was used. In addition, the second mold 10 is made of metal like the first mold 8, and the size thereof is
A mold having an outer diameter of 580 mm, an inner diameter of 560 mm, and a distance between both ends of 1500 mm was used. In the case of cloth made of carbon fiber, 3
K plain weave cloth was used, and 12K carbon fiber was used as the carbon fiber. The curing process is performed at 110 ° C for two and a half hours,
Further, it was performed at 160 ° C. for 5 hours. Next, primary firing was performed at 800 ° C. for 72 hours. After impregnation with a pitch-based material, firing was performed again at 1000 ° C. In addition, the baking process was repeated twice. The graphitization was performed in a halogen gas at 2000 ° C.

【0043】底部5を形成する工程では、プリプレグ
に、スパンヤーン(紡いだ炭素繊維からなる)平織クロ
スにフェノール樹脂を塗工したものを使用した。第3成
形型12は底部の径Aがφ580mmで高さHがt300
mmでVf(fiber Volume) 40%で所定の厚さを有するよ
うな成形型を使用した。焼成は、1000°Cで行い、
ピッチ系の材料を含浸した後、再び1000°Cで焼成
を行った。尚、焼成処理を2回繰り返して行った。黒鉛
化は、2000°Cで行った。
In the step of forming the bottom 5, a prepreg obtained by applying a phenol resin to a spun yarn (made of spun carbon fiber) plain woven cloth was used. The third mold 12 has a bottom diameter A of φ580 mm and a height H of t300.
A mold having a predetermined thickness of 40% Vf (fiber volume) in mm was used. The firing is performed at 1000 ° C.
After impregnation with the pitch-based material, firing was performed again at 1000 ° C. In addition, the baking process was repeated twice. Graphitization was performed at 2000 ° C.

【0044】胴部2と底部5とを組み立てる工程を図6
を参照しつつ説明する。胴部2の内部に石英ルツボを挿
入したときに、底部5の台座面5aが、石英ルツボの台
座となるように、底部5を胴部2の内部に挿入する。そ
して、底部5の切欠部5eを胴部2の固定部6に嵌合さ
せて、底部5と胴部2とを固定する(図2(a)を参
照)。
The process of assembling the body 2 and the bottom 5 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. When the quartz crucible is inserted into the body 2, the bottom 5 is inserted into the body 2 so that the pedestal surface 5 a of the bottom 5 serves as a base for the quartz crucible. Then, the notch 5e of the bottom portion 5 is fitted to the fixing portion 6 of the body portion 2 to fix the bottom portion 5 and the body portion 2 (see FIG. 2A).

【0045】尚、図3(a)で説明したC/Cルツボ1
では、切欠部5nの面5oを肩部2aの面2bに一致さ
せるように底部5を胴部2に挿入し、肩部2aを切欠部
5nに嵌合させて、胴部2と底部5とを固定する。この
底部5は、図5で説明した第3成形型12の上型13に
換えて、底部5の下面5k及び側面と環状の切欠部5n
を形成するために、環状の段差を有する円柱状の空間が
形成されている上型を用いて製造する。さらに、胴部2
は、図4(c)に示すように、段差を有する第4成形型
11を用いて製造する。この第4成形型11の段付加工
したところは、面2bと面2cとから構成される肩部2
aを形成するために設けられている。この肩部2aは、
炭素繊維からなる布にマトリックス材をからませなが
ら、段差に巻き付けることによって形成される。そし
て、第4成形型11の中央部で切断することによって、
2個の胴部2が一度に成形される。これにより、底部5
を固定するための肩部2aを胴部2と一体成形できるた
め、機械的強度の強い胴部2を成形することができる。
The C / C crucible 1 described with reference to FIG.
Then, the bottom portion 5 is inserted into the body portion 2 so that the surface 5o of the notch portion 5n coincides with the surface 2b of the shoulder portion 2a, and the shoulder portion 2a is fitted into the notch portion 5n. Is fixed. This bottom 5 is replaced with the upper die 13 of the third molding die 12 described with reference to FIG.
Is formed using an upper mold in which a cylindrical space having an annular step is formed. Furthermore, the trunk 2
Is manufactured using a fourth mold 11 having a step as shown in FIG. The stepped portion of the fourth molding die 11 is a shoulder 2 composed of a surface 2b and a surface 2c.
It is provided to form a. This shoulder 2a
It is formed by winding a matrix material around a cloth made of carbon fiber and winding it around a step. Then, by cutting at the center of the fourth molding die 11,
Two body parts 2 are formed at one time. Thereby, the bottom 5
Can be integrally formed with the body 2 so that the body 2 having high mechanical strength can be formed.

【0046】図3(b)で説明したC/Cルツボ1で
は、胴部2の下端2dを底部5の肩部5hの面5jに一
致させるように底部5を胴部2に挿入し、胴部2と底部
5とを嵌合させて固定する。この肩部5hは、図5で説
明した第3成形型12に換えて、底部5の下面5k及び
側面と環状の肩部5hを成形するための段差を有する成
形型を用いて製造する。
In the C / C crucible 1 described with reference to FIG. 3B, the bottom 5 is inserted into the torso 2 so that the lower end 2d of the torso 2 coincides with the surface 5j of the shoulder 5h of the bottom 5. The part 2 and the bottom part 5 are fitted and fixed. The shoulder 5h is manufactured by using a molding die having a step for molding the lower surface 5k and the side surface of the bottom 5 and the annular shoulder 5h, instead of the third molding die 12 described in FIG.

【0047】図3(c)で説明したC/Cルツボ1で
は、胴部2の内側面2eと底部5の側面とが密着するよ
うに胴部2と底部5とを精度良く成形することにより、
胴部2の内側面2eと底部5の側面との表面摩擦力を利
用して固定する。このように胴部2と底部5とを成形す
ることによって、胴部2を成形する第1成形型8及び第
2成形型10の形状と、底部5を成形する第3成形型1
2の形状とを簡易な形状にすることができ、製造コスト
を低減することができる。
In the C / C crucible 1 described with reference to FIG. 3 (c), the body 2 and the bottom 5 are precisely molded so that the inner side 2e of the body 2 and the side of the bottom 5 are in close contact with each other. ,
The body 2 is fixed using the surface frictional force between the inner surface 2 e of the body 2 and the side surface of the bottom 5. By forming the body 2 and the bottom 5 in this manner, the shapes of the first forming die 8 and the second forming die 10 for forming the body 2 and the third forming die 1 for forming the bottom 5 are formed.
2 can be made a simple shape, and the manufacturing cost can be reduced.

【0048】以上のような製造方法によると、円筒状の
第1成形型8及び第2成形型10を用いて胴部2を成形
するため、従来、両端に半球部を有する成形型から胴部
と底部とを一体成形していたときのように、複雑な巻き
方を必要としないため、胴部2にシワが生じることがな
い。また、従来のように、両端に半球部を有する成形型
から胴部と底部とをFW装置によって一体成形すると、
底部に成形型を支持する回転軸による穴が生じ、底部の
成形後に穴埋めの処理をする必要があったが、本発明に
よれば、その必要が無くなる。さらに、従来は、半球部
を成形しやすくするため、両端に半球部を有する成形型
を用いて同時に2個分のC/Cルツボを成形して、胴部
を切断していたが、本発明によれば切断の必要が無くな
る。また、底部5は、下型14の球面15にプリプレグ
を被せてその上から上型13を押さえつけて熱圧成形さ
れるので、簡単に成形される。これにより、底部5の製
造期間を短縮できる。
According to the manufacturing method as described above, since the body 2 is formed using the first and second cylindrical molds 8 and 10, conventionally, the body has been removed from the mold having hemispherical portions at both ends. Unlike the case where the and the bottom are integrally formed, a complicated winding method is not required, so that the body 2 does not wrinkle. Further, as in the conventional case, when the body and the bottom are integrally formed by a FW device from a mold having hemispherical portions at both ends,
A hole is formed at the bottom by the rotating shaft that supports the mold, and it is necessary to fill the hole after the bottom is formed. However, according to the present invention, this need is eliminated. Further, conventionally, in order to easily form a hemispherical portion, two C / C crucibles were simultaneously formed using a molding die having hemispherical portions at both ends, and the body portion was cut. This eliminates the need for cutting. In addition, the bottom portion 5 is formed by applying a prepreg to the spherical surface 15 of the lower die 14 and pressing the upper die 13 from above, thereby forming the bottom 5 easily. Thereby, the manufacturing period of the bottom part 5 can be shortened.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1記載の発明では、胴部の形状が
簡単な円筒状になり、底部の形状が簡単な円盤状になる
ように、胴部と底部とを別個に形成することによって、
C/Cルツボを容易に成形することができる。また、胴
部と底部とを同時に形成することができる。これらによ
り、C/Cルツボの成形期間が短縮されると共に、C/
Cルツボを容易に量産することができるという効果を奏
する。また、胴部と底部とが別個に形成されているた
め、熱応力が逃げやすく、熱応力に強いC/Cルツボを
成形することができるという効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, the body and the bottom are formed separately so that the body has a simple cylindrical shape and the bottom has a simple disk shape. ,
A C / C crucible can be easily formed. Further, the body and the bottom can be formed simultaneously. As a result, the molding period of the C / C crucible is shortened and the C / C crucible is shortened.
There is an effect that the C crucible can be easily mass-produced. In addition, since the body and the bottom are formed separately, there is an effect that thermal stress can easily escape, and a C / C crucible having high thermal stress can be formed.

【0050】請求項2記載の発明では、胴部が筒状であ
るのでFW装置によって成形する場合、円筒状の成形型
を用いることができ、炭素繊維からなる布及び炭素繊維
の巻き付けが容易に行える。これにより、胴部の成形期
間を短縮することができるため、C/Cルツボ全体の成
形期間が短縮されると共に、C/Cルツボを容易に量産
することができるという効果を奏する。胴部の内部に石
英ルツボを挿入しても、胴部の内側が、炭素繊維からな
る布とマトリックス材とを複合させた炭素繊維強化炭素
複合材料を含んで形成されているので、石英ルツボに含
まれるSiO2 との反応を抑制して、C/Cルツボの損
傷を抑制することができるという効果を奏する。また、
胴部の外側が、炭素繊維を巻き付けて形成されているの
で、径方向の応力に対して優れた機械的強度のC/Cル
ツボを成形することができるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, since the body is cylindrical, when the FW apparatus is used for molding, a cylindrical mold can be used, and the cloth made of carbon fibers and the winding of the carbon fibers can be easily performed. I can do it. As a result, the molding period of the body can be shortened, so that the molding period of the entire C / C crucible can be shortened, and the C / C crucible can be easily mass-produced. Even if a quartz crucible is inserted inside the body, the inside of the body is formed including a carbon fiber reinforced carbon composite material obtained by combining a cloth made of carbon fiber and a matrix material. The effect of suppressing the reaction with the contained SiO 2 and suppressing damage to the C / C crucible can be achieved. Also,
Since the outside of the body is formed by winding carbon fibers, there is an effect that a C / C crucible having excellent mechanical strength against radial stress can be formed.

【0051】請求項3記載の発明では、胴部の形状を簡
単な円筒状にすることによって、胴部の成形工程を簡素
化することができる。また、底部の形状を簡単な円盤状
にすることによって、底部の成形工程を簡素化すること
ができる。さらに、胴部を成形する工程と底部を成形す
る工程とを別個に行うことによって、胴部と底部とを同
時に形成することができる。これらにより、C/Cルツ
ボの成形期間を短縮させると共に、C/Cルツボを容易
に量産することができるという効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, the process of forming the body can be simplified by forming the body into a simple cylindrical shape. In addition, by forming the shape of the bottom portion into a simple disk shape, the process of forming the bottom portion can be simplified. Further, by separately performing the step of forming the body and the step of forming the bottom, the body and the bottom can be formed simultaneously. As a result, it is possible to shorten the molding period of the C / C crucible and to easily mass-produce the C / C crucible.

【0052】請求項4記載の発明では、成形型が円筒状
であるので、炭素繊維からなる布及び炭素繊維の巻き付
ける工程を容易に行える。これにより、胴部の成形期間
を短縮することができるため、C/Cルツボ全体の成形
期間が短縮されると共に、C/Cルツボを容易に量産す
ることができるという効果を奏する。胴部の内側が、炭
素繊維からなる布をマトリックス材をからませながら巻
き付ける工程を含んで形成されることによって、胴部の
内部に石英ルツボを挿入しても、石英ルツボに含まれる
SiO2 との反応を抑制して、胴部の内側が損傷しにく
いC/Cルツボを成形することができるという効果を奏
する。また、胴部の外側が、炭素繊維を巻き付ける工程
を含んで形成されることによって、径方向の応力に対し
て優れた機械的強度のC/Cルツボを成形することがで
きるという効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, since the molding die is cylindrical, the process of winding the carbon fiber cloth and the carbon fiber can be easily performed. As a result, the molding period of the body can be shortened, so that the molding period of the entire C / C crucible can be shortened, and the C / C crucible can be easily mass-produced. The inside of the body is formed including a step of winding a cloth made of carbon fiber while entangled with a matrix material, so that even if a quartz crucible is inserted inside the body, SiO 2 contained in the quartz crucible is Is suppressed, and the C / C crucible in which the inside of the body is less likely to be damaged can be formed. In addition, by forming the outside of the body including the step of winding the carbon fiber, there is an effect that a C / C crucible having excellent mechanical strength against radial stress can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】C/Cルツボの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a C / C crucible.

【図2】図1の部分断面拡大図で、胴部と底部との固定
構造を説明する図である。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of FIG. 1, illustrating a fixing structure of a trunk and a bottom.

【図3】胴部と底部との他の固定構造を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining another fixing structure of a trunk and a bottom.

【図4】胴部を成形する成形型を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a molding die for molding a body.

【図5】底部を成形する成形型を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a molding die for molding a bottom.

【図6】胴部と底部との組み立て工程を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of assembling the body and the bottom.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 C/Cルツボ 2 胴部 3 内側胴部 4 外側胴部 5 底部 5a 台座面 6 固定部 7 ボルト 8 第1成形型 9 回転軸 10 第2成形型 11 第4成形型 12 第3成形型 13 上型 14 下型 15 球面 16 支持台 Reference Signs List 1 C / C crucible 2 trunk 3 inner trunk 4 outer trunk 5 bottom 5a pedestal surface 6 fixing part 7 bolt 8 first molding die 9 rotating shaft 10 second molding die 11 fourth molding die 12 third molding die 13 Upper mold 14 Lower mold 15 Spherical 16 Support

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素繊維強化炭素複合材料で形成される
単結晶引き上げ用ルツボであって、 円筒状の胴部と、 円盤状の底部とからなり、 前記胴部と前記底部とが別個に形成され、 前記円盤状の底部を前記円筒状の胴部に挿入して端部で
固定することによって組み立て可能に形成されているこ
とを特徴とする単結晶引き上げ用炭素繊維強化複合材ル
ツボ。
1. A single crystal pulling crucible formed of a carbon fiber reinforced carbon composite material, comprising a cylindrical body and a disk-shaped bottom, wherein the body and the bottom are formed separately. A single crystal pulling carbon fiber reinforced composite material crucible characterized in that the disk-shaped bottom portion is inserted into the cylindrical body portion and fixed at an end so as to be assembled.
【請求項2】 前記円筒状の胴部の内側の側面が、 マトリックス材をからませた炭素繊維からなる布を円筒
状の成形型に巻き付けて、前記炭素繊維からなる布とマ
トリックス材とを複合させた炭素繊維強化炭素複合材料
で形成されており、 前記円筒状の胴部の外側の側面が、 マトリックス材をからませた炭素繊維を前記円筒状の成
形型に巻き付けて、前記炭素繊維と前記マトリックス材
とを複合させた炭素繊維強化炭素複合材料で形成されて
いることを特徴とする請求項1記載の単結晶引き上げ用
ルツボ。
2. A cloth made of carbon fiber in which a matrix material is entangled is wound around a cylindrical mold, and a cloth made of the carbon fiber and a matrix material are composited. The outer side surface of the cylindrical body portion is formed by winding a carbon fiber entangled with a matrix material around the cylindrical molding die, and the carbon fiber and the carbon fiber 2. The crucible for pulling a single crystal according to claim 1, wherein the crucible is formed of a carbon fiber reinforced carbon composite material obtained by compounding with a matrix material.
【請求項3】 炭素繊維強化炭素複合材料で形成される
単結晶引き上げ用ルツボの製造方法であって、 円筒状の胴部を形成する工程と、 前記円筒状の胴部を形成する工程に並行して、円盤状の
底部を形成する工程と、 前記円盤状の底部を前記円筒状の胴部に挿入して前記円
筒状の胴部の端部で固定する組み立て工程とを含むこと
を特徴とする単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素複合材
ルツボの製造方法。
3. A method for manufacturing a single crystal pulling crucible formed of a carbon fiber reinforced carbon composite material, wherein a step of forming a cylindrical body and a step of forming the cylindrical body are performed in parallel. Forming a disc-shaped bottom, and assembling the disc-shaped bottom by inserting the disc-shaped bottom into the cylindrical body and fixing it at an end of the cylindrical body. Of producing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon composite crucible.
【請求項4】 前記円筒状の胴部を形成する工程が、 前記胴部の内側の側面を形成するために、 円筒状の成形型に炭素繊維からなる布にマトリックス材
をからませながら、巻き付ける工程と、 前記胴部の外側の側面を形成するために、 前記円筒状の成形型にマトリックス材をからませなが
ら、炭素繊維を巻き付ける工程とを含むことを特徴とす
る請求項3記載の単結晶引き上げ用ルツボの製造方法。
4. The step of forming the cylindrical body portion includes: winding a matrix material around a cloth made of carbon fiber around a cylindrical mold so as to form an inner side surface of the body portion. The single crystal according to claim 3, further comprising: winding a carbon fiber while forming a matrix material around the cylindrical mold to form an outer side surface of the body. Manufacturing method of crucible for lifting.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6136094A (en) * 1996-06-27 2000-10-24 Toyo Tanso Co., Ltd. Crucible for crystal pulling and method of manufacturing same
JP2003514759A (en) * 1999-11-24 2003-04-22 スネクマ・モートゥール Method for manufacturing a container of thermostructural composite
US8951345B2 (en) 2008-08-27 2015-02-10 Amg Idealcast Solar Corporation High temperature support apparatus and method of use for casting materials
CN114919202A (en) * 2022-03-15 2022-08-19 云路复合材料(上海)有限公司 Method for weaving carbon fiber composite material crucible preformed body and integrally forming carbon fiber composite material crucible preformed body and base

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