本发明专利技术是一种优化的碳毡整体成型单晶硅生长炉导流筒制备方法，其特点是：包括如下步骤：功能性碳毡预处理；配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂；功能性碳毡的预浸料制备；胎具制备；制作导流筒预制体；树脂固化和树脂碳化；机械加工；制备表面涂层；碳化致密。利用本发明专利技术可以彻底解决传统石墨导流筒的“掉锅”现象；一次安装到位，无需经常拆装；降低热场热量散失和运行功率；进一步提高导流筒表面热稳定性、抗气流和颗粒性物质冲刷性能。具有减少热场热量散失、减轻导流筒重量，增加导流筒表面强度的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能光伏领域，涉及一种功能性碳毡整体成型的单晶硅生长炉导流筒的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
导流筒是目前单晶硅生长炉热场中必备的保温器件之一，位于熔硅坩祸液面的上方，其主要作用包括:定向对气流引导；增加纵向温度梯度，提高晶棒拉速；减少热能损耗，降低运行功率。常规的导流筒是一种高纯、等静压石墨器件，缺点是: 1.由于石墨材料热导率较高，致使热场的热量散失较快、保温效果较差；继而使热场内的纵向温度梯度达不到应有的差值，或成晶界面周围的热量散失不均匀，导致晶棒出现局部扭曲现象，这些情况都会直接影响硅晶体的正常生长，降低晶棒的成品率。为了改善常规导流筒这种缺陷，必须加大热场的运行功率，从而导致整个系统热能损耗加剧； 2.常规的石墨导流筒由内、外两层筒体组合而成，有时中间还填充有保温材料，因此不仅重量较大，而且还需要经常更换保温填料，既不便于拆装，又会在使用过程中出现“掉锅”现象，导致整锅材料报废，损坏坩祸、加热器甚至整个热场； 3.在颗粒性物质、硅蒸汽和氧化性气体的冲刷作用下，常规导流筒在短期使用后，表面易产生腐蚀、开裂和掉块等现象，从而大幅缩短其使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供，采用功能性碳毡整体成型，能够减少热场热量散失、减轻导流筒重量，增加导流筒表面强度。本专利技术是由以下技术方案来实现的:，其特征是:以功能性碳毡为原材料，整体成型导流筒；并采用碳/碳复合浆料涂覆和气相沉积技术，制作导流筒表面涂层，具体包括如下步骤: O功能性碳毡预处理，将功能性碳毡在100°C烘箱内烘干I ~ 8 h ; 2)配制胶黏剂，按照质量配比分别配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂，环氧树脂胶黏剂的质量比为环氧树脂A:环氧树脂B:溶剂A=I:3:2，酚醛树脂胶黏剂的质量比为酚醛树脂A:固化剂:溶剂B=7:0.5:3 ； 3)功能性碳毡的预浸料制备，使功能性碳毡充分浸渍步骤2)制得的环氧树脂胶黏剂，之后送入180°C烘箱内烘干9 ~ 18 h;碳毡表面再均匀涂覆步骤2)制得的酚醛树脂胶黏剂，在干燥环境中静置24 h，挥发水分、溶剂和游离酚等挥发分； 4)胎具制备，按照产品图纸要求的具体形状、尺寸，加工制备相应胎具； 5)裁剪功能性碳毡，依据导流筒胎具的形状和尺寸裁剪功能性碳毡； 6)制作导流筒预制体，将步骤5)得到的4~ 9层功能性碳毡预浸料叠合、包覆并固定于导流筒胎具外表面，获得导流筒预制体I ; 7)树脂固化处理，将导流筒预制体I送入烘箱，在160°C、5MPa条件下，固化10~ 20h，获得导流筒预制体II ; 8)树脂碳化处理，将导流筒预制体II送入碳化炉，先在100tC下碳化10~ 25h ;再于2000°C下高温碳化15 ~ 40h，获得导流筒预制体III ； 9)机械加工，对经过上述步骤所获得的导流筒预制体III进行机械加工，以保证外形尺寸符合要求； 10)表面涂层I制备，按质量配比获得碳/碳复合浆料，其质量比为增强剂A:酚醛树脂B:溶剂B=1: (2?3): (5?6)并将各原料混合、搅拌均匀；将所得碳/碳复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体III的表面，涂覆层厚度0.2?1.5 mm ;然后送入固化炉中，在220°C下进行15?24h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1200°C下碳化10?30h，获得导流筒预制体IV ; 11)表面涂层II制备，按质量配比获得复合浆料，其质量比为增强剂B:酚醛树脂B ??溶剂B=1: (2?3): (5?6)并将各原料混合、搅拌均匀；将所得复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体IV的表面，涂覆层厚度0.2?1.5_;然后送入固化炉中，在220°C下进行15?24 h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1800°C下，碳化10?30h，获得导流筒预制体V ; 12)碳化致密，将导流筒预制体V置于化学气相沉积炉内，采用气体乙烷进行化学气相沉积，温度1250°C、压力1.5 kPa、气体流速55L/min，时间25h，最终获得导流筒制品。所述步骤2 )中的环氧树脂A为环氧树脂E-56D。所述步骤2)中的环氧树脂B为环氧树脂E-51。所述步骤2)中的溶剂A为乙醇。所述步骤2)中的酚醛树脂A为6812热塑性酚醛树脂。所述步骤2)中的固化剂为六亚甲基四胺。所述步骤2)、10)、11)中的溶剂B为丙酮。所述步骤10)中的增强剂A为325目碳化硼粉。所述步骤10)、11)中的酚醛树脂B为HK-2506型热固性酚醛树脂。所述步骤11)中的增强剂B为CQ-300气相法白炭黑。本专利技术的有益效果是: 1.热场热量散失少，保温效果好，运行功率低；提高拉晶速度，晶棒成品率大幅提升； 2.整体型导流筒重量轻；只需一次安装到位，无需传统的拆装工艺过程，彻底解决“掉锅”现象； 3.导流筒表面强度高，热稳定好，抗气流和颗粒性物质冲刷的性能优异。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术进一步说明。实施例1，，具体的制作步骤如下: O功能性碳毡预处理，将功能性碳毡在100°C烘箱内烘干I h ; 2)配制胶黏剂，按照质量配比分别配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂，环氧树脂胶黏剂的质量比为环氧树脂A:环氧树脂B:溶剂A=I:3:2，酚醛树脂胶黏剂的质量比为酚醛树脂A:固化剂:溶剂B=7:0.5:3 ； 所述环氧树脂A为环氧树脂E-56D，环氧树脂B为环氧树脂E-51，溶剂A为乙醇，酚醛树脂A为6812热塑性酚醛树脂，固化剂为六亚甲基四胺，溶剂B为丙酮； 3)功能性碳毡预浸料制备，使功能性碳毡充分浸渍步骤2)制得的环氧树脂胶黏剂，之后送入180°C烘箱内烘干9h ;功能性碳毡表面再均匀涂覆步骤2)制得的酚醛树脂胶黏剂，在干燥环境中静置24 h，挥发水分、溶剂和游离酚等挥发分； 4)胎具制备，按照产品形状尺寸设计制备相应胎具； 5)裁剪功能性碳毡，依据导流筒胎具的形状和尺寸裁剪功能性碳毡； 6)制作导流筒预制体，将步骤5)得到的4层功能性碳毡预浸料叠合、包覆并固定于导流筒胎具外表面，获得导流筒预制体I ; 7)树脂固化处理，将导流筒预制体I送入烘箱，在160°C、5MPa条件下，固化10h，获得导流筒预制体II ; 8)树脂碳化处理，将导流筒预制体II送入碳化炉，先在100tC下碳化10h;再于2000°C下高温碳化15 h，获得导流筒预制体III ； 9)机械加工，对经过上述步骤所获得的导流筒预制体III进行机械加工，以保证外形尺寸符合要求； 10)表面涂层I制备，按质量配比获得碳/碳复合浆料，其质量比为增强剂A:酚醛树脂B:溶剂B=1:2:5?6并将各原料混合、搅拌均匀；将所得碳/碳复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体III的表面，涂覆层厚度0.20 mm ;然后送入固化炉中，在220°C下进行15h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1200°C下碳化10 h，获得导流筒预制体IV ; 所述增强剂A为325目的碳化硼粉，酚醛树脂B为HK-2506型热固性酚醛树脂，溶剂B为丙酮； 11)表面涂层II制备，按质量配比获得复合浆料，其质量比为增强剂B:酸醛树脂B:溶剂B=I:2:5并将各原料混合、搅拌均匀；将所得浆料均匀涂覆于导流筒预制体I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种优化的碳毡整体成型单晶硅生长炉导流筒制备方法，其特征是：以功能性碳毡为原材料，整体成型导流筒；并采用碳/碳复合浆料涂覆和气相沉积技术，制作导流筒表面涂层，具体包括如下步骤：1）功能性碳毡预处理，将功能性碳毡在100℃烘箱内烘干1 ~ 8 h；2）配制胶黏剂，按照质量配比分别配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂，环氧树脂胶黏剂的质量比为环氧树脂A：环氧树脂B：溶剂A=1：3：2，酚醛树脂胶黏剂的质量比为酚醛树脂A：固化剂：溶剂B=7：0.5：3；3）功能性碳毡的预浸料制备，使功能性碳毡充分浸渍步骤2）制得的环氧树脂胶黏剂，之后送入180℃烘箱内烘干9 ~ 18 h；碳毡表面再均匀涂覆步骤2）制得的酚醛树脂胶黏剂，在干燥环境中静置24 h，挥发水分、溶剂和游离酚等挥发分；4）胎具制备，按照产品图纸要求的具体形状、尺寸，加工制备相应胎具；5）裁剪功能性碳毡，依据导流筒胎具的形状和尺寸裁剪功能性碳毡；6） 制作导流筒预制体，将步骤5）得到的4 ~ 9层功能性碳毡预浸料叠合、包覆并固定于导流筒胎具外表面，获得导流筒预制体Ⅰ；7） 树脂固化处理，将导流筒预制体Ⅰ送入烘箱，在160℃、5MPa条件下，固化10 ~ 20 h，获得导流筒预制体Ⅱ；8）树脂碳化处理，将导流筒预制体Ⅱ送入碳化炉，先在1000℃下碳化10 ~ 25h；再于2000℃下高温碳化15 ~ 40h，获得导流筒预制体Ⅲ；9）机械加工，对经过上述步骤所获得的导流筒预制体Ⅲ进行机械加工，以保证外形尺寸符合要求；10）表面涂层Ⅰ制备，按质量配比获得碳/碳复合浆料，其质量比为增强剂A：酚醛树脂B：溶剂B=1：（2～3）：（5～6）并将各原料混合、搅拌均匀；将所得碳/碳复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体Ⅲ的表面，涂覆层厚度0.2～1.5 mm；然后送入固化炉中，在220℃下进行15～24h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1200℃下碳化10～30h，获得导流筒预制体Ⅳ；11）表面涂层Ⅱ制备，按质量配比获得复合浆料，其质量比为增强剂B：酚醛树脂B：溶剂B=1：（2～3）：（5～6）并将各原料混合、搅拌均匀；将所得复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体Ⅳ的表面，涂覆层厚度0.2～1.5mm；然后送入固化炉中，在220℃下进行15～24 h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1800℃下，碳化10～30h，获得导流筒预制体Ⅴ；12）碳化致密，将导流筒预制体Ⅴ置于化学气相沉积炉内，采用气体乙烷进行化学气相沉积，温度1250℃、压力1.5 kPa、气体流速55L/min，时间25h，最终获得导流筒制品。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：么伟，陈刚，邢宝军，张天广，
申请(专利权)人：吉林联科特种石墨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。