一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚及其制备方法技术

一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚及其制备方法，在基体内表面对应液线以上区域涂覆有氮化硅涂层Ⅰ，对应硅液线以下区域及坩埚底部涂覆有氮化硅涂层Ⅱ。氮化硅涂层Ⅰ为四层结构，其基底层为硬质强化氮化硅涂层，中间为缓冲层，表面为硬质保护层。缓冲层的存在，使得硅液线区域可以更好的抵御坩埚的收缩。表面光滑硬质层可提供抵御硅液冲刷的能力，保证隔绝强度，中间缓冲层可减少坩埚收缩对表面硬质涂层的影响、最大限度减少表面涂层开裂情况，底部基体层提供了良好的涂层附着力。本发明专利技术侧重氮化硅涂层硬质技术，以此实现更少的粉底材料、减少硅锭杂质含量及减少硅锭位错等缺陷，大幅度改善硅锭脱模效果，减少硅锭粘埚现象。

A spray free crucible for low impurity casting polycrystals and ingot monocrystals and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚及其制备方法
本专利技术涉及一种坩埚生产技术，特别是一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚及其制备方法。
技术介绍
现有技术中，在坩埚硅液线预刷一层氮化硅涂层，再进行喷涂。此类技术工艺在市场上有一定的应用范围。该类技术对于降低粘埚有一定帮助，但是由于后制的涂层同样为喷涂氮化硅，涂层同样为颗粒堆垛，在使用过程中，同样会存在粉体颗粒剥落造成硅锭杂质含量增加的情况。如申请号为：201610932533.2的《一种多晶硅铸锭用氮化硅涂层的制备方法》的专利申请，它同样采用预刷一层氮化硅涂层，再喷涂氮化硅，获得复合氮化硅涂层。可改善粘埚情况，但对于硅锭的杂质增加情况未作说明；申请号为：201110397731.0的《多晶硅铸锭用的免烧结坩埚涂层结构及其制备方法》的专利申请，它包括：置于坩埚基底上的第一涂层，和置于该第一涂层上的第二涂层；所述第一涂层通过涂覆第一涂层组合物形成，所述第一涂层组合物由基于第一涂层组合物总重量的70-80％的溶剂和20-30％的粘结剂组成；所述第二涂层通过涂覆第二涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚，包括坩埚基体或者高纯基体，其特征在于：在基体内表面对应液线以上区域涂覆有氮化硅涂层Ⅰ，在基体内表面对应硅液线以下区域及坩埚底部涂覆有氮化硅涂层Ⅱ，所述氮化硅涂层Ⅱ为包括基底硬质层和表层保护层两层结构；所述的氮化硅涂层Ⅰ为包括基底硬质层、中间缓冲层、中间硬质层和表层保护层四层结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚，包括坩埚基体或者高纯基体，其特征在于：在基体内表面对应液线以上区域涂覆有氮化硅涂层Ⅰ，在基体内表面对应硅液线以下区域及坩埚底部涂覆有氮化硅涂层Ⅱ，所述氮化硅涂层Ⅱ为包括基底硬质层和表层保护层两层结构；所述的氮化硅涂层Ⅰ为包括基底硬质层、中间缓冲层、中间硬质层和表层保护层四层结构。


2.一种如权利要求1所述低杂质的铸造多晶和铸锭单晶用免喷坩埚的制备方法，其特征在于：
（一）料浆制备
料浆Ａ的制备
称取氮化硅粉，氮化硅粉为常规粉体，D50粒径范围2-5μm，加入去离子水，预先使用搅拌器搅拌5-10分钟，使氮化硅粉在纯水中分散开；此后再加入硅溶胶，搅拌5-10分钟后再添加陶瓷粘结剂；最后，加入石英料浆再充分搅拌10分钟以上，过滤后置于低俗搅拌器下搅拌得到料浆Ａ备用，
其中石英料浆固相质量百分比为70~80%，石英料浆的D50范围5-20μm，D90范围50-200μm；
制备配方的重量配比为：
氮化硅粉：硅溶胶：去离子水：石英料浆：陶瓷粘结剂=100：15~35：60~80：100~120：1~3；
料浆B的制备
称取常规氮化硅粉，D50粒径范围2-5μm，D90粒径范围6-10μm；再称取粗氮化硅粉，D50粒径范围10-30μm，D90粒径范围50-100μm；倒入去离子水，搅拌3-5分钟，再加入硅溶胶，搅拌5分钟后，得到料浆B；
制备配方的重量配比为：
常规氮化硅：粗氮化硅粉：硅溶胶：去离子水=70~80：70~80：110~120：140~150；
料浆Ｃ的制备
在料浆B的基础上再添加剂适量粘结剂搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学日，钟德京，陶能松，习小青，黄蓉帅，
申请(专利权)人：中材江苏太阳能新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32