KR101135040B1 - 실리카 도가니의 제조 장치 - Google Patents

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쟈판 스파 쿼츠 가부시키가이샤
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Abstract

회전 몰드법에 의해 실리카 도가니를 제조하는데 적합한 카본 몰드를 포함하는 실리카 도가니의 제조 장치에 있어서, 카본 몰드는 125 W/(m?K) 이하의 열전도율을 갖는다.
실리카 도가니, 카본 몰드, 열전도율, 벌크 비중

Description

실리카 도가니의 제조 장치 {APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF SILICA CRUCIBLE}
본 발명은 실리콘 단결정 인상시에 사용하는 유리질 실리카(실리카 유리) 도가니의 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 아크(arc) 가열 동안 도가니의 외벽부 상에 반용융(semi-molten) 상태의 소결층을 형성하는데 적합한 실리카 도가니의 제조 장치에 관한 것이다.
실리콘 단결정의 인상시에는, 그 안에 실리콘 용융물이 배치되는 실리카 도가니가 사용된다. 실리카 도가니에 있어서 내벽부(내면층)는, 실리콘 용융물과 접촉하고, 또한 실질적으로 기포를 함유하고 있지 않는 실리카 유리층으로 구성되는 반면에, 외벽부(외면층)는, 외부의 복사열을 분산시켜 몰드의 내부로 균일하게 전달하도록 다수의 기포를 함유하는 소결층으로 구성된다.
실리카 도가니의 제조 방법으로서 통상적으로 회전 몰드법이 알려져 있다. 이 제조 방법은, 회전 몰드의 내면 상으로 퇴적된 실리카 분말을 몰드의 공간측으로부터 가열하여 유리화시킴으로써 도가니를 제조하는 방법이다. 이 경우에 있어서, 퇴적층 내의 기포를 제거하기 위해, 진공을 행하는 가열 용융동안 감압하에서 실리카 분말의 퇴적층 내의 공기를 몰드의 측면부로부터 흡인함으로써, 실질적으로 기포를 함유하지 않는 실리카 유리층으로 이루어진 내벽부가 형성된다. (예컨대, 일본공개특허공보 소56-149333 및 일본공개특허공보 평1-148782)
최근에는, 도가니의 크기가 커짐에 따라, 인상하는 동안의 도가니 온도가 높아지는 경향이 있다. 도가니 온도가 상승함에 따라 유리의 점성이 감소하여, 사용 중인 도가니가 변형될 우려가 있다. 이에 대한 대응책으로서, 고온 하에서 도가니를 형성하는 유리를 결정화하기 위해 유리 결정화 촉진제(glass crystallization accelerator)를 도가니의 표면상에 도포하거나 도가니의 표면에 포함시킴으로써, 도가니의 강도를 향상시키는 방법이 알려져 있다.
예컨대, 일본공개특허공보 평8-2932에는, 결정화 촉진제를 핵(nucleus)으로서 이용하여 도가니의 내벽부를 신속하게 결정화하기 위해, 실리카 도가니 내벽부의 표면 상에 결정화 촉진제(알칼리 금속, 알칼리 토금속 등)를 도포하거나, 내벽부에 결정화 촉진제를 포함시키는 내용이 개시되어 있다. 또한, 일본공개특허공보 평11-199370에는, 결정화 촉진제가 실리콘 용융물과 접촉하는 것을 방지하기 위해,실리카 유리로 이루어진 내벽부의 하측(외벽부의 측면부) 상에 결정화 촉진제를 함유하는 층을 형성함으로써, 유리질 실리카층을 얻는 내용이 개시되어 있다. 또한, 일본공개특허공보 제2003-95678호에는, 도가니 내벽부의 치수 안정성을 향상시키기 위해, 결정화 촉진제가 도가니의 내벽부뿐만 아니라 외벽부 상에 부착되는 내용이 개시되어 있다.
그러나, 결정화 촉진제가 도가니 내벽부의 표면상에 도포되는 경우, 결정화 촉진제가 실리콘 용융물과 접촉함으로써 실리콘 용융물 내로 혼입되고, 이로 인해 실리콘 단결정에서의 불순물 농도가 증가될 우려가 있다. 반면에, 결정화 촉진제가 도가니 외벽부의 표면 상에 도포되는 경우, 결정화 촉진제는 인상 동안 도가니에 장착된 탄소 용기와 접촉 상태에 있기 때문에, 고온 하에서 탄소가 결정화 촉진제와 반응하여 기체를 생성하게 되고, 이는 실리콘 단결정의 품질을 열화시킬 수 있다. 게다가, 결정화 촉진제를 도가니의 유리 내로 포함시키는 경우, 도가니의 제조에 있어서 결정화 촉진제를 실리카 또는 석영 분말 내로 포함시키기 위한 조치를 취할 필요가 있고, 이는 도가니의 제조를 복잡하게 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 카본 몰드의 최적화를 달성함으로써, 실리카 도가니의 제조시에는(아크 가열시에는) 반용융 상태에 있고, 강도를 향상시키기 위한 고온에서는 결정화되는 소결층이, 실리카 도가니의 외면(외벽부) 상에 효과적으로 형성될 수 있는 실리카 도가니의 제조 장치를 제공하는 것이다. 또한, 여기에서 사용되는 "소결층"이라는 용어는, 실리카 유리층으로 이루어지는 내면(내벽부)과, 실리카 또는 석영 분말을 소결하는 상태에서 소결층으로 이루어지는 외면(외벽부)의 2 층으로 구성되는 경우의 소결층으로서, 소결층에 존재하는 입자 형태의 내부에 결정층이 남아 있고, 입자 형태의 표면부는 비정질인 상태를 의미한다. 덧붙여 말하면, 도가니의 제조시에 남게 되는 실리카 유리층, 소결층 및, 실리카 또는 석영 분말층에 대해 X-선 회절법으로 측정되는 X-선 강도는 실리카 또는 석영 분말층 > 소결층 > 실리카 유리층의 순서이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개요 및 구성은 다음과 같다:
(1) 회전 몰드법에 의해 실리카 도가니를 제조하기 위한 카본 몰드를 포함하는 실리카 도가니의 제조 장치로서, 카본 몰드가 125W/(m?K) 이하의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 실리카 도가니의 제조 장치.
(2) 항목 (1)에 있어서, 상기 카본 몰드는 70W/(m?K) 이상의 열전도율을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
(3) 항목 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 카본 몰드는 1.6g/cm3 이하의 벌크(bulk) 비중을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
(4) 항목 (3)에 있어서, 상기 카본 몰드는 1.3g/cm3 이상의 벌크 비중을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
본 발명에 따른 실리카 도가니의 제조 장치에서는, 카본 몰드의 최적화를 달성함으로써, 실리카 도가니의 제조시에는(아크 가열시에는) 반용융 상태에 있고, 강도를 향상시키기 위한 고온에서는 결정화되는 소결층이, 실리카 도가니의 외면(외벽부) 상에 효과적으로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 제조 장치를 구성하는 카본 몰드는 종래의 카본 몰드와 비교할 때 열전도율이 낮기 때문에, 종래의 제조 장치와 비교하여 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 감소되더라도, 도가니 외면 상에 소정 두께를 갖는 소결층을 용이하게 형성할 수 있다.
소결층을 갖는 실리카 도가니는, 고온에서 소결층이 용이하게 결정화되기 때문에, 도가니의 강도가 높아 도가니가 거의 변형되지 않는 장점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 장치로 제조된 실리카 도가니를 이용하여 실리콘 단결정을 인상하는 경우, 단결정 속도가 빠른 실리콘 단결정 잉곳을 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 대해 이하에서 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 실리카 도가니의 제조 장치는 회전 몰드법에 의해 실리카 도가니를 제조하는 카본 몰드를 포함하는 장치이다. 카본 몰드는 125W/(m?K) 이하이고 70W/(m?K) 이상인 열전도율을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 카본 몰드의 열 전도율을 상기의 범위 내로 하기 위해, 카본 몰드의 벌크 비중은 1.6 g/cm3 이하인 것이 바람직하고, 1.3 g/cm3 이상인 것이 더 바람직하다.
회전 몰드법은, 회전 몰드의 내면 상에 실리카 또는 석영 분말을 퇴적시키고, 아크 방전 등을 통해 몰드 공간측으로부터 가열하면서 용융함으로써 유리화시키는 방법이다. 몰드로서는 통상 카본 몰드가 사용된다. 이 경우에, 실리카 또는 석영 분말은 몰드의 내면 상에 소정 두께로 퇴적된 후 가열하면서 용융된다.
몰드의 내면 상에 퇴적된 실리카 또는 석영 분말은, 용융 유리화 상태를 몰드의 내면 쪽을 향해 점진적으로 진행시키기 위해, 실리카 또는 석영 분말 퇴적층의 표면 측에서부터 아크 가열을 통해 용융되어 유리화된다. 반면에, 몰드의 내면은 유리화 온도보다 약간 낮은 온도로 제어되어, 몰드의 내면에 가까운 실리카 또는 석영 분말 퇴적층의 일부는 반용융 상태에 있게 되고, 또한 몰드 내면과 접촉하는 부분에는 용융되지 않은 얇은 실리카 또는 석영 분말층이 그 상태 그대로 남아 있게 된다. 용융 유리화 단계 후 냉각된 실리카 도가니는 몰드로부터 취출되고, 그 후 용융되지 않은 부분이 기계적 연마 등의 방법에 의해 도가니 외면으로부터 제거되어, 도가니의 내면은 용융된 실리카층으로 제조되고, 도가니의 외면 측에 반용융층이 존재하는 2층 구조의 융합된 실리카 도가니가 얻어진다.
도 1에는 상기 용융 유리화 단계에서의 실리카 또는 석영 분말의 용융 상태가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼, 용융-유리화된 실리카층(1)은 도가니의 내벽부 측에 형성되는 반면에, 반용융 상태의 소결층(3)은 몰드(2)의 측면에 형성된다. 높은 냉각 효율을 갖는 몰드를 사용하는 경우, 몰드 내면(6)의 온도는 낮고, 그 결과, 용융하는 동안 실리카 또는 석영 분말 (퇴적)층의 내면 측(용융 유리화되는 측)에서부터 몰드(2)와 접촉하는 외면 측으로의 열 기울기가 크게 된다 (도 1에 있어서 종래예). 열 기울기가 큰 경우, 유리화 온도(용융 온도) Tg 아래로 떨어지는 실리카 또는 석영 분말층 부분(4)에 있어서, 반용융 온도 범위 Mh 내에 위치하는 반용융 상태의 실리카 또는 석영 분말 층이 차지하는 두께 비율이 작게 되어, 실리카 또는 석영으로 남게 되는, 용융되지 않은 상태의 실리카 또는 석영 분말층(5)의 비율이 커지게 된다.
반면에, 본 발명에서 특정되는 것처럼, 열전도율이 125W/(m?K) 이하만큼 낮은 우수한 단열성의 몰드를 사용하는 경우에는, 몰드 내면(6)의 온도가 도 1의 두꺼운 실선으로 표시된 것처럼 상대적으로 높게 되고, 그 결과, 가열하는 동안 실리카 또는 석영 분말층의 내벽 측에서부터 몰드(2)와 접촉하는 외벽측으로의 열 기울기가 작게 된다 (도 1에 있어서의 본 발명예). 따라서, 유리화 온도(용융 온도) Tg 아래로 떨어지는 실리카 또는 석영 분말층 부분(4)에 있어서, 반용융 온도 범위 Mh 내에 위치하는 반용융 상태의 실리카 또는 석영 분말층 부분(구체적으로 소결층(30))이 차지하는 두께 비율이 크게 되어, 실리카 또는 석영 분말로서 남아 있는, 용융되지 않은 상태의 실리카 또는 석영 분말층(50)의 비율이 작게 되고, 그 결과 두꺼운 소결층(30)이 형성된다. 따라서, 실리카 도가니를 구성하는 소결층(30)을 두껍게 형성하기 위해서는, 가열하는 동안 실리카 또는 석영 분말층에서의 내벽 측에서부터 외벽측으로의 열 기울기를 가능한 한 작게 할 필요가 있다.
도 2는 카본 몰드의 벌크 비중과 열전도율 사이의 관계의 일 예를 나타낸다. 실리카 도가니 제조 장치에 사용되는 종래의 카본 몰드는, 도 2에서 검은 원으로 표시된 것처럼, 1.7 내지 1.8g/cm3 의 벌크 비중 및 약 140 내지 160W/(m?K)의 열전도율을 가지며, 이는 본 발명에 따른 제조 장치용으로 사용되는 카본 몰드의 벌크 비중 및 열전도율과 비교할 때, 벌크 비중에 있어서 더 크고 열전도율에 있어서 더 높다. 도 2의 결과로부터 알 수 있는 것처럼, 카본 몰드의 열전도율 및 벌크 비중은 선형 비례 관계에 있다.
따라서, 종래의 카본 몰드는, 본 발명에 따른 카본 몰드와 비교할 때, 열전도율이 더 높고 단열성이 더 낮기 때문에, 열 기울기를 작게 하기 위해서는 몰드 내면 상에 퇴적되는 실리카 또는 석영 분말(실리카 또는 석영 분말 퇴적층)이 두껍게 형성되어야 한다. 예컨대, 32인치(812.8mm)의 직경을 갖는 도가니에 대해서 약 0.5mm의 두께를 갖는 소결층을 형성하기 위해서는, 몰드 내에 실리카 유리층 및 소결층으로 구성되는 최종 도가니 두께의 3배 내지 4배에 해당하는 두께로 실리카 또는 석영 분말층을 퇴적할 필요가 있으며, 이는 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 늘어나게 되는 문제점을 갖는다.
반면에, 본 발명에 따른 제조 장치에 사용되는 카본 몰드의 열전도율은, 도 2에서 흰색 원으로 표시된 것처럼, 125W/(m?K) 이하, 바람직하게는 70W/(m?K) 이상으로, 이는 종래의 카본 몰드의 열전도율보다 낮다. 또한, 카본 몰드의 열 전도율을 125W/(m?K) 이하로 하기 위해, 몰드의 벌크 비중은 바람직하게는 1.6g/cm3 이하, 보다 바람직하게는 1.3 내지 1.6g/cm3 로서, 이는 종래의 카본 몰드의 벌크 비중보다 작다. 따라서, 용융하는 동안 실리카 또는 석영 분말층의 내벽 측에서부터 외벽 측 쪽으로의 열 기울기가 작게 되어, 종래의 방법에서처럼 실리카 또는 석영 분말층을 두껍게 하는 일 없이, 두꺼운 반용융층이 형성될 수 있다.
또한, 여기에서 사용되는 "벌크 비중"이라는 용어는, JIS R 7222-1997에서 정의되는, "그래파이트 재료의 물성 측정 방법"에서의 "7. 벌크 비중을 위한 시험 방법"에 따라 측정된 값을 나타낸다. 또한, 벌크 비중을 조정하는 구체적인 수단으로서, 예컨대 몰드 제조시에 행해지는 소결용 코크(coke) 분말의 입자 크기를 벌크 비중에 따라 적절하게 선택하는 방법을 들 수 있다. 본 발명에 따른 몰드에서는, 종래의 몰드에서보다도 더 큰 입자 크기를 갖는 코크 분말이 사용될 수 있다.
카본 몰드의 열 전도율이 125W/(m?K)를 초과하는 경우, 종래의 카본 몰드에 대한 열전도율의 차이가 너무 작게 되어, 종래의 카본 몰드를 사용하는 경우와 마찬가지로, 도가니의 외면 상에 소결층을 두껍게 형성하기 위해 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 더 많아지게 된다. 한편, 카본 몰드의 열 전도율이 70W/(m?K) 보다 작은 경우, 열 기울기는 충분히 작게 되지만, 몰드를 구성하는 탄소의 소비가 두드러지게 증가하게 되어, 도가니의 사용 수명이 현저하게 짧게 된다.
본 발명에 따른 제조 장치에서는, 32 인치(812.8mm)의 직경을 갖는 도가니에 있어서 약 0.5mm의 두께를 갖는 소결층을 형성하기 위해, 몰드 내부에 최종 도가니 두께의 약 2.4 배 내지 2.8배에 상당하는 두께로 실리카 또는 석영 분말층이 퇴적될 수 있다. 따라서, 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 종래의 제조 장치를 사용하는 경우와 비교할 때 약 절반으로 조절될 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예들을 비교예와 함께 설명한다.
표 1에 나타낸 벌크 비중의 카본 몰드를 포함하는 제조 장치를 이용하여 회전 몰드법으로 실리카 도가니를 제조한다. 가열 수단으로서는 아크 가열을 이용하고, 내부 공기를 빼내기 위해, 가열하면서 용융하는 동안 몰드에 퇴적된 실리카 또는 석영 분말층 내의 압력을 감소시키며, 이러한 방법에 의해 도가니의 내벽부에 실리카 유리층을 형성하고 도가니의 외벽부에 소결층을 형성한다. 도가니는 32인치(812.8mm)의 직경과 15mm의 평균 두께를 가지며, 외벽부 측에 위치하는 소결층은 0.5mm 이다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

No.1
No.2
No.3
No.4
No.5
No.6

몰드의 벌크 비중(g/cm3)

1.2

1.3

1.5

1.6

1.7

1.1

도가니의 두께에 대한 실리카 또는 석영 분말 퇴적층의 두께의 비율

2.60

2.65

2.75

2.80

3.00

2.50

사용된 실리카 또는 석영 분말의 양
적음
적음
적음
적음
많음
적음

소결층의 두께(mm)
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5

몰드 소비의 정도
약간 많음
적음
적음
적음
적음
현저함

실시예 1
실시예 2
실시예 3
실시예 4
종래예
비교예
표 1에 나타낸 것처럼, 1.7g/cm3의 벌크 비중을 갖는 종래의 카본 몰드를 이용하는 종래예(No.5)에서는, 0.5mm 두께를 갖는 소결층을 형성하기 위해 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 많다. 반면에, 1.2 내지 1.6 g/cm3 의 벌크 비중을 갖는 카본 몰드를 이용하는 본 발명의 실시예 1 내지 4에서는, 0.5mm 두께를 갖는 소결층을 형성하기 위해 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 적다. 또한, 1.1 g/cm3의 벌크 비중을 갖는 카본 몰드를 이용하는 비교예(No.6)에서는, 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양은 적지만, 몰드의 소비 정도가 심하고 사용 수명이 짧아, 경제적인 측면에서 단점이 있다.
본 발명에 따른 실리카 도가니의 제조 장치에서는, 카본 몰드의 최적화를 달성함으로써, 실리카 도가니의 제조시에는(아크 가열시에는) 반용융 상태에 있고, 강도를 향상시키기 위한 고온에서는 결정화되는 소결층이, 실리카 도가니의 외면(외벽부) 상에 효과적으로 형성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 제조 장치를 구성하는 카본 몰드는 종래의 카본 몰드와 비교할 때 열전도율이 낮기 때문에, 종래의 제조 장치와 비교하여 사용되는 실리카 또는 석영 분말의 양이 감소되더라도, 도가니 외면 상에 소정 두께를 갖는 소결층을 용이하게 형성할 수 있다.
소결층을 갖는 실리카 도가니는, 고온에서 소결층이 용이하게 결정화되기 때문에, 도가니의 강도가 높아 도가니가 거의 변형되지 않는 장점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 제조 장치로 제조된 실리카 도가니를 이용하여 실리콘 단결정을 인상하는 경우, 단결정 속도가 빠른 실리콘 단결정 잉곳을 얻을 수 있다.
도 1은, 실리카 도가니의 제조 장치를 구성하는 회전 몰드에 퇴적되는 실리카 또는 석영 분말층이 몰드의 공간측으로부터 가열되는 경우, 본 발명예와 종래예 사이에 있어서의 실리카 유리층, 소결층 및, 용융되지 않은 실리카 또는 석영 분말층의 두께 비율을 개념적으로 나타내는 그래프이다.
도 2는 카본 몰드에서의 벌크 비중과 열전도율 사이의 관계의 일 예를 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1: 용융-유리화된 실리카층
2: 몰드
3: 소결층
4: 유리화 온도 아래로 떨어지는 실리카 또는 석영 분말층 부분
5: 용융되지 않은 상태의 실리카 또는 석영 분말층
6: 몰드 내면
30: 소결층
50: 용융되지 않은 상태의 실리카 또는 석영 분말층

Claims (4)

  1. 회전 몰드법에 의해 실리카 도가니를 제조하기 위한 카본 몰드를 포함하는 실리카 도가니의 제조 장치로서, 카본 몰드가 125W/(m?K) 이하의 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 실리카 도가니의 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카본 몰드는 70W/(m?K) 이상의 열전도율을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 카본 몰드는 1.6g/cm3 이하의 벌크 비중을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카본 몰드는 1.3g/cm3 이상의 벌크 비중을 갖는 실리카 도가니의 제조 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351670A (ja) 1999-04-06 2000-12-19 Toyo Tanso Kk 黒鉛材料、ＳｉＣ膜形成黒鉛材料及びシリコン単結晶引上装置用部品
JP2006225262A (ja) 1999-04-06 2006-08-31 Toyo Tanso Kk シリコン単結晶引上用黒鉛ルツボ
JP2008019137A (ja) 2006-07-14 2008-01-31 Toyo Tanso Kk るつぼ用保護シート

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014311C2 (de) 1980-04-15 1982-06-16 Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zur Herstellung von Quarzglastiegeln und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
JPH0733305B2 (ja) * 1987-03-20 1995-04-12 三菱マテリアル株式会社 石英製二重ルツボの製造方法
JPH0729871B2 (ja) 1987-12-03 1995-04-05 信越半導体 株式会社 単結晶引き上げ用石英るつぼ
US5066330A (en) * 1988-06-10 1991-11-19 Zyp Coatings Paintable compositions for protecting metal and ceramic substrates
JP3100836B2 (ja) 1994-06-20 2000-10-23 信越石英株式会社 石英ガラスルツボとその製造方法
US5683281A (en) * 1995-02-27 1997-11-04 Hitco Technologies, Inc High purity composite useful as furnace components
JP2830990B2 (ja) * 1995-05-31 1998-12-02 信越石英株式会社 石英製二重ルツボの製造方法
US5668072A (en) * 1996-05-09 1997-09-16 Equity Enterprises High emissivity coating
JP3583604B2 (ja) 1998-01-12 2004-11-04 東芝セラミックス株式会社 石英ガラスルツボとその製造方法
JP4398527B2 (ja) * 1998-05-25 2010-01-13 信越石英株式会社 シリコン単結晶引き上げ用石英ガラスるつぼ
JP4217844B2 (ja) * 1998-06-18 2009-02-04 ジャパンスーパークォーツ株式会社 複合ルツボとその製造方法および再生方法
US6143073A (en) * 1998-11-19 2000-11-07 Heraeus Shin-Etsu America Methods and apparatus for minimizing white point defects in quartz glass crucibles
JP4514846B2 (ja) * 1999-02-24 2010-07-28 東洋炭素株式会社 高純度炭素繊維強化炭素複合材料とその製造方法
JP2000351689A (ja) * 1999-06-08 2000-12-19 Toyo Tanso Kk 熱分解炭素被覆炭素繊維強化炭素複合材料及び単結晶引き上げ装置用部品
US6444271B2 (en) * 1999-07-20 2002-09-03 Lockheed Martin Corporation Durable refractory ceramic coating
JP2001220160A (ja) * 2000-02-14 2001-08-14 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ガラスルツボ製造用カーボン型
US6589661B2 (en) * 2000-07-19 2003-07-08 Neely Industries, Inc. Curable coating compositions for stainless steel
CN1227176C (zh) * 2000-07-31 2005-11-16 信越石英株式会社 制造石英玻璃用的心轴及使用该心轴的光纤用母材、光纤、石英玻璃体的制造方法
US6510707B2 (en) * 2001-03-15 2003-01-28 Heraeus Shin-Etsu America, Inc. Methods for making silica crucibles
JP2003095678A (ja) 2001-07-16 2003-04-03 Heraeus Shin-Etsu America シリコン単結晶製造用ドープ石英ガラスルツボ及びその製造方法
JP2004224580A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Toshiba Ceramics Co Ltd 石英ガラス成形用型およびその製造方法
US7105047B2 (en) * 2003-05-06 2006-09-12 Wessex Incorporated Thermal protective coating
JP3948000B2 (ja) * 2003-08-26 2007-07-25 松下電器産業株式会社 高熱伝導性部材及びその製造方法ならびにそれを用いた放熱システム
WO2006004169A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-12 Asahi Glass Company, Limited Silica glass containing tio2 and process for its production
US7427327B2 (en) * 2005-09-08 2008-09-23 Heraeus Shin-Etsu America, Inc. Silica glass crucible with barium-doped inner wall
US7556764B2 (en) * 2005-11-09 2009-07-07 Heraeus Shin-Etsu America, Inc. Silica vessel with nozzle and method of making
JP4480758B2 (ja) * 2007-12-27 2010-06-16 日本碍子株式会社 耐火モルタル硬化成形物
JP5142912B2 (ja) * 2008-09-22 2013-02-13 ジャパンスーパークォーツ株式会社 アーク放電方法、アーク放電装置、石英ガラスルツボ製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351670A (ja) 1999-04-06 2000-12-19 Toyo Tanso Kk 黒鉛材料、ＳｉＣ膜形成黒鉛材料及びシリコン単結晶引上装置用部品
JP2006225262A (ja) 1999-04-06 2006-08-31 Toyo Tanso Kk シリコン単結晶引上用黒鉛ルツボ
JP2008019137A (ja) 2006-07-14 2008-01-31 Toyo Tanso Kk るつぼ用保護シート

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