【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维缠绕坩埚及其制备方法
本专利技术涉及一种单晶硅用坩埚及其制备方法领域，特别涉及一种碳纤维缠绕坩埚及其制备方法。
技术介绍
太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片)，有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等，其中以单晶硅转换效率最高。单晶硅作为光伏发电和半导体领域重要的原材料，一直是国家重点发展的战略产业。单晶硅拉制过程中采用石英坩埚盛放原料，高温下石英坩埚软化，必须要有一个支撑部件来保持石英坩埚形状。等静压石墨材料具有优异的热稳定性能，与石英坩埚中的SiO2反应速率较低，一直是单晶硅拉制炉热场坩埚的首选材料，但近年来，随着硅片尺寸增加，石墨坩埚尺寸、重量也随之增大，导致石墨坩埚生产成本高、不便于安装，难以满足28吋以上石英坩埚的需求。碳/碳复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体，通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。碳/碳复合材料具有低密度，耐摩擦、抗烧蚀性能好等优异性能，在非氧化气氛中2800℃下任然能保持其强度，同时更具有可设计性强等优点，是理想的石墨坩埚代替材料。目前碳/碳复合...
【技术保护点】
1.一种碳纤维缠绕坩埚及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：模具的制备；材料采用不锈钢或石墨，按两个坩埚组合形式设计，模具尺寸比坩埚内径小2-6mm；/n步骤二：粘接剂的制备；粘接剂材料选自环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、双噁树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种以上的组合，粘接剂粘度为1000-1500mPa.s；/n步骤三：碳纤维的浸渍；在缠绕过程中用步骤2 所述粘接剂浸渍碳纤维丝束，粘接剂浸渍量为100-200g/m，浸渍过程中将粘接剂加热到50-70℃；/n步骤四：碳纤维缠绕坩埚第一毛坯的制备；碳纤维缠绕坩埚第一毛坯是由碳纤维缠绕在模具上，第一缠绕层为...
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维缠绕坩埚及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：模具的制备；材料采用不锈钢或石墨，按两个坩埚组合形式设计，模具尺寸比坩埚内径小2-6mm；
步骤二：粘接剂的制备；粘接剂材料选自环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、双噁树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种以上的组合，粘接剂粘度为1000-1500mPa.s；
步骤三：碳纤维的浸渍；在缠绕过程中用步骤2所述粘接剂浸渍碳纤维丝束，粘接剂浸渍量为100-200g/m，浸渍过程中将粘接剂加热到50-70℃；
步骤四：碳纤维缠绕坩埚第一毛坯的制备；碳纤维缠绕坩埚第一毛坯是由碳纤维缠绕在模具上，第一缠绕层为螺旋缠绕层(1a)，缠绕角为15°，缠绕角相等方向相反的碳纤维彼此相交形成交叉点（1b）,交叉点数量为1100个，第二缠绕层为环向缠绕层（2a），碳纤维与模具旋转轴的夹角称为缠绕角，所述螺旋缠绕层其缠绕角在8-20°之间，且同一螺旋缠绕层内碳纤维缠绕角相差≤0.1°，螺旋缠绕层内角度相等但方向相反的碳纤维彼此相交形成交叉点，数量在100-2000之间，直至碳纤维完全覆盖模具表面后，一个螺旋缠绕层完成，所述环向缠绕层其缠绕角在75-90°之间，且同一环向缠绕层内碳纤维缠绕角相差≤0.1°，环向缠绕层内碳纤维彼此平行互不相交，缠绕的范围仅限于模具的直段部位；
步骤五：碳纤维缠绕坩埚第一毛坯的固化；将所述碳纤维缠绕坩埚第一毛坯在温度为140-180℃，压力为0.1-3MPa条件下，保温1-3h，固化后与模具分离得到两个碳纤维缠绕坩埚第二毛坯；
步骤六：碳纤维缠绕坩埚第二毛坯的碳化；对碳纤维缠绕坩埚第二毛坯进行碳化，使粘接剂转变为碳，优选的在800-1000℃范围内进行碳化，一次碳化后密度≥1.2g/cm3；
步骤七：碳纤维缠绕坩埚第二毛坯的浸渍-碳化；为进一步增加碳纤维缠绕坩埚第二毛坯的碳含量和密度，在一次碳化后使用呋喃树脂加酸性固化剂对碳纤维缠绕坩埚第二毛坯进行浸渍，浸渍后重复步骤七，直至密度＞1.5g/cm3；
步骤八：碳纤维缠绕坩埚第二毛坯石墨化；对所述碳纤维缠绕坩埚第二毛坯进行碳化和石墨化，使粘接剂转变为碳，优...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯光远，樊乾国，杨浩，贾武林，
申请(专利权)人：陕西美兰德炭素有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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