一種高致密多層碳陶坩堝制造技術

本申請涉及坩堝技術領域，提供一種高致密多層碳陶坩堝，包括：內層坩堝和外層坩堝，所述內層坩堝為高致密碳陶坩堝，所述外層坩堝至少設置一個，所述外層坩堝為次致密碳陶坩堝，或者為次致密碳碳坩堝。內層坩堝使用高致密碳陶坩堝，具有坩堝致密性好，材料純度高、抗熱震性能好，熱穩定性好、電性能好、耐化學侵蝕性好等優點，用高致密碳陶坩堝代替現有技術中的石英坩堝，大大提高單晶硅拉制過程所使用的坩堝壽命，節省掉石英坩堝的更換時間，降低石英坩堝的更換成本，降低硅熔體的滲漏風險，提升單晶硅的品質，并且提高單晶硅拉制過程的安全性，外層坩堝用于對內層坩堝進行保護。

【技術實現步驟摘要】

本申請屬于坩堝，更具體地說，是涉及一種高致密多層碳陶坩堝。

技術介紹

1、目前的單晶硅拉制爐在進行拉制單晶硅的過程中，都是將硅料置于石英坩堝內部，然后再將石英坩堝套于炭/炭復合材料坩堝中。石英坩堝在拉晶使用過程中存在以下幾個問題：首先是單晶硅拉制爐的生產過程中硅將與石英反應形成sio，消耗石英坩堝；其次是在拉晶工況下石英易發生晶化開裂；再次，炭/炭坩堝與石英坩堝熱膨脹系數不匹配，拉晶停爐后，炭/炭坩堝與石英坩堝粘附緊密，分離炭/炭坩堝重復使用則需敲碎石英坩堝，敲擊過程易對炭/炭坩堝造成損傷；最后生產拉晶用石英坩堝的高純石英砂緊缺，同時成本高，并且人工合成用于生產石英坩堝的原料成本又太高，導致單晶硅生產過程中作為耗材的石英坩堝的使用成本高。綜上分析，市場急需開發一種可替代石英坩堝的新型坩堝。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本申請實施例的目的在于提供一種高致密多層碳陶坩堝，以提高單晶硅拉制過程所使用的坩堝壽命，節省掉石英坩堝的更換時間，降低石英坩堝的更換成本，降低硅熔體的滲漏風險，提升單晶硅的品質，并且提高單晶硅拉制過程的安全性。

2、為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：提供一種高致密多層碳陶坩堝，包括：內層坩堝和外層坩堝，所述內層坩堝為高致密碳陶坩堝，所述外層坩堝至少設置一個，所述外層坩堝為次致密碳陶坩堝，或者為次致密碳碳坩堝。

3、在一個實施方式中，所述高致密碳陶的致密空隙率≤5％，所述高致密碳陶的厚度為3-35mm。

4、在一個實施方式中，所述高致密碳陶的致密空隙率≤3％，所述高致密碳陶的厚度為8-20mm。

5、在一個實施方式中，所述次致密的碳陶坩堝的密度≥1.25g/cm3，厚度為3-45mm；或者所述次致密碳碳坩堝的密度≥1.10g/cm3，厚度為3-45mm。

6、在一個實施方式中，所述次致密的碳陶坩堝的密度≥1.55g/cm3，厚度為12-30mm；或者所述次致密碳碳坩堝的密度≥1.35g/cm3，厚度為12-30mm。

7、在一個實施方式中，所述內層坩堝和所述外層坩堝為分體結構，所述內層坩堝和所述外層坩堝之間設置石墨、碳布或陶瓷。

8、在一個實施方式中，所述內層坩堝和所述外層坩堝為一體結構，所述內層坩堝和所述外層坩堝之間通過粘接劑粘接

9、在一個實施方式中，所述粘接劑為酚醛樹脂、呋喃樹脂、環氧樹脂或硅溶膠。

10、本申請提供的高致密多層碳陶坩堝的有益效果在于：內層坩堝使用高致密碳陶坩堝，具有坩堝致密性好，材料純度高、抗熱震性能好，熱穩定性好、電性能好、耐化學侵蝕性好等優點，用高致密碳陶坩堝代替現有技術中的石英坩堝，大大提高單晶硅拉制過程所使用的坩堝壽命，節省掉石英坩堝的更換時間，降低石英坩堝的更換成本，降低硅熔體的滲漏風險，提升單晶硅的品質，并且提高單晶硅拉制過程的安全性，外層坩堝用于對內層坩堝進行保護。

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【技術保護點】

1.一種高致密多層碳陶坩堝，其特征在于，包括：內層坩堝(1)和外層坩堝(2)，所述內層坩堝(1)為高致密碳陶坩堝，所述外層坩堝(2)至少設置一個，所述外層坩堝(2)為次致密碳陶坩堝，或者為次致密碳碳坩堝。

2.如權利要求1所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述高致密碳陶的致密空隙率≤5％，所述高致密碳陶的厚度為3-35mm。

3.如權利要求2所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述高致密碳陶的致密空隙率≤3％，所述高致密碳陶的厚度為8-20mm。

4.如權利要求1-3中任一項所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述次致密的碳陶坩堝的密度≥1.25g/cm3，厚度為3-45mm；或者所述次致密碳碳坩堝的密度≥1.10g/cm3，厚度為3-45mm。

5.如權利要求4所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述次致密的碳陶坩堝的密度≥1.55g/cm3，厚度為12-30mm；或者所述次致密碳碳坩堝的密度≥1.35g/cm3，厚度為12-30mm。

6.如權利要求5所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述內層坩堝(1)和所述外層坩堝(2)為分體結構，所述內層坩堝(1)和所述外層坩堝(2)之間設置石墨、碳布或陶瓷。

7.如權利要求5所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述內層坩堝(1)和所述外層坩堝(2)為一體結構，所述內層坩堝(1)和所述外層坩堝(2)之間通過粘接劑粘接。

8.如權利要求7所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述粘接劑為酚醛樹脂、呋喃樹脂、環氧樹脂或硅溶膠。

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【技術特征摘要】

1.一種高致密多層碳陶坩堝，其特征在于，包括：內層坩堝(1)和外層坩堝(2)，所述內層坩堝(1)為高致密碳陶坩堝，所述外層坩堝(2)至少設置一個，所述外層坩堝(2)為次致密碳陶坩堝，或者為次致密碳碳坩堝。

2.如權利要求1所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述高致密碳陶的致密空隙率≤5％，所述高致密碳陶的厚度為3-35mm。

3.如權利要求2所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述高致密碳陶的致密空隙率≤3％，所述高致密碳陶的厚度為8-20mm。

4.如權利要求1-3中任一項所述的高致密多層碳陶坩堝，其特征在于：所述次致密的碳陶坩堝的密度≥1.25g/cm3，厚度為3-45mm；或者所述次致密碳碳坩堝的密度≥1.10g/cm3，厚度為3-45...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李金偉，周金樓，肖鵬，胡旋，
申請(專利權)人：湖南世鑫新材料有限公司，
類型：新型
國別省市：