一种炭炭复合材料坩埚制造技术

本实用新型专利技术涉坩埚技术领域，尤其涉及一种炭炭复合材料坩埚，其特征是，包括坩埚本体和网架，所述坩埚本体由炭炭复合材料制成，坩埚本体的内壁上均匀开设有若干第一凹槽，若干第一凹槽均沿坩埚本体内壁向下延展并汇聚于坩埚本体底部形成网状结构；所述网架与若干第一凹槽相适配，所述网架可恰好嵌入到呈网状结构的若干第一凹槽内。此坩埚本体为炭炭复合材料制成，重量轻，强度高，耐高温并且具有较好的耐磨性能，实用性更强；通过在本坩埚内开设第一凹槽并与网架配合，在将石英坩埚放在此坩埚本体之前，先将网架嵌入此坩埚内的第一凹槽中，这样当加热石英坩埚结束后，向上提升网架，可将石英坩埚从炭炭复合坩埚本体内取出，操作十分简单、方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
一种炭炭复合材料坩埚


[0001]本技术涉及坩埚
，尤其涉及一种炭炭复合材料坩埚。

技术介绍

[0002]炭炭复合材料是目前广泛应用的先进复合材料之一，它是由碳纤维或各种碳织物增强碳基体所形成的复合材料，具有密度低、强度高、耐磨损、耐高温、热膨胀系数小等优良性能。该材料通常先用碳纤维制成的网胎与网胎、或碳布与碳布、或网胎与碳布通过交替叠层针刺复合成碳纤维预制体，然后将预制体放入化学气相反应炉中，利用高温下碳源气体裂解产生的热解碳对预制体进行化学气相增密，使碳纤维预制体密度逐步增加而成为炭/炭复合材料。该材料现已成为航空航天、冶金、新能源等领域的重要基础材料之一，是石墨制品和耐热钢的理想替代品。
[0003]目前，单晶炉拉制单晶硅棒时，盛装多晶硅块等原料的石英坩埚放入位于埚托之上的坩埚内。在单晶硅棒拉制过程中，炉内温度高达1500℃左右，此时，石英坩埚变软，要靠外面的坩埚承托。当坩埚为石墨坩埚时，因其力学性能较差，石墨坩埚在高温环境中使用，要承托石英坩埚及原材料的重量，并处于旋转状态，在外力的作用下容易破裂。因此，目前单晶炉用石墨坩埚一般为多瓣结构，即使如此，其寿命还是很低，影响了企业的正常生产，导致企业生产成本增加。另外，石墨坩埚的生产加工耗材较多，难以满足单晶硅生产发展的需要。
[0004]近年来，已有采用碳/碳复合材料坩埚替代石墨坩埚，运用于单晶炉拉制单晶硅棒的生产之中。如专利号为200720064249.4，名称为单晶炉坩埚托的专利公开了一种用于单晶炉拉制单晶硅棒的炭/炭复合材料坩埚，其结构可为整体或多瓣结构或上下分体结构。再如公告号为CN203007154U的技术专利，公开了一种复合材料坩埚，它包括埚体，其特征是所述埚体由碳/碳/碳化硅复合材料加工制成。所述埚体由碗状托盘和圆筒上下两部份组成，在圆筒上设有装吊孔。所述埚体上钻有可封堵的通孔。
[0005]但是，由于石英坩埚是一次性工装，必须逐炉更换，而拉晶后残留的石英坩埚常紧贴炭/炭复合材料坩埚内壁，当炭/炭复合材料坩埚为整体结构时，则石英坩埚去除较为困难，去除时甚至损坏炭/炭复合材料坩埚。虽然其多瓣结构能解决去除石英坩埚残体的问题，但多瓣结构破坏了炭/炭复合材料坩埚的圆度，影响拉晶环境的稳定，整棒率和成晶率均受到影响。而上下分体结构，尤其是下半段的炭炭坩埚结构无法方便的与石英坩埚分离。

技术实现思路

[0006]为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本技术提供一种炭炭复合材料坩埚。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种炭炭复合材料坩埚，包括坩埚本体和网架，所述坩埚本体由炭炭复合材料制成，所述坩埚本体的内壁上均匀开设有若干第一凹槽，若干所述第一凹槽均沿所述坩埚本体内壁向下延展并汇聚于所述坩埚本体底部形成网状结构；所述网架与若干所述第一凹槽相适配，所述网架可恰好嵌入到呈网状结
构的若干所述第一凹槽内，且所述网架头部从所述第一凹槽顶端延伸出来。
[0008]优选地，所述坩埚本体由下部的碗状托盘和上部的圆筒拼装组成。
[0009]优选地，所述碗状托盘顶端的内壁上以及所述圆筒底端的内壁上均周向开设有第二凹槽，所述第二凹槽的截面呈“L”形；所述网架包括下部网架、上部网架和用于连接所述上部网架和下部网架的环形网架，所述环形网架与所述第二凹槽相适配，所述下部网架与所述碗状托盘上的第一凹槽相适配，所述上部网架与所述圆筒上的第一凹槽相适配。
[0010]优选地，所述碗状托盘的顶端呈内锥形，所述圆筒的底端呈与所述内锥形相适配的外锥形。
[0011]优选地，所述网架为耐高温材质制成。
[0012]本技术的有益效果是：此坩埚本体为炭炭复合材料制成，密度低，重量轻，强度高，耐高温并且具有较好的耐磨性能，实用性更强；通过在炭炭复合材料坩埚内开设第一凹槽并与网架配合，在将石英坩埚放在此坩埚本体内之前，先将网架嵌入此坩埚内的第一凹槽中，这样当加热石英坩埚结束后，通过向上提升网架，能够将石英坩埚从炭炭复合坩埚本体内取出，操作十分简单、方便。
附图说明
[0013]图1是实施例1中坩埚本体结构意图；
[0014]图2是实施例1中坩埚本体的正视图；
[0015]图3是实施例1中网架的结构示意图；
[0016]图4是实施例1中坩埚本体与网架结合的整体结构示意图；
[0017]图5是实施例2中碗状托盘的结构示意图；
[0018]图6是实施例2中碗状托盘的俯视图。
[0019]图7是图6中A
‑
A处的剖视图。
[0020]图8是实施例2中圆筒的结构示意图。
[0021]图9是实施例2中圆筒的俯视图。
[0022]图10是图9中B
‑
B处的剖视图。
[0023]图11是实施例2中网架的结构示意图。
[0024]图12是实施例2中坩埚本体与网架结合的整体结构示意图。
[0025]其中：1
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坩埚本体，11
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碗状托盘，12
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圆筒，121
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装吊孔，2
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第一凹槽， 3
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第二凹槽，101
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网架，1011
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下部网架，1012
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上部网架，1013
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环形网架。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本技术做进一步说明。
[0027]实施例1
[0028]一种炭炭复合材料坩埚，如图1至图4所示，包括坩埚本体1和网架101，所述坩埚本体1由炭炭复合材料制成，所述坩埚本体1的内壁上均匀开设有若干第一凹槽2，若干所述第一凹槽2均沿坩埚本体1内壁向下延展并汇聚于所述坩埚本体1底部形成网状结构；所述网架101与若干第一凹槽2相适配，所述网架101可恰好嵌入到呈网状结构的若干第一凹槽2内，且所述网架101头部从所述第一凹槽2顶端延伸出来。所述网架101为耐高温材质制成，
具体可以为氧化镁、氮化硼等材质制成。
[0029]将网架101嵌入到相适配的坩埚本体1中后，再将石英坩埚放入到坩埚本体1中加热，当加热完成需要将石英坩埚取出时，直接向上提起网架101，网架 101兜住石英坩埚并将其带出坩埚本体1，操作简单方便。
[0030]实施例2
[0031]如图5至图12所示，与实施例1不同的是，在本实施例中，所述坩埚本体 1由下部的碗状托盘11和上部的圆筒12拼装组成，所述圆筒12上开设有装吊孔121，以方便圆筒12的移动。所述碗状托盘11的顶端呈内锥形，所述圆筒 12的底端呈与所述内锥形相适配的外锥形，将圆筒12放置到碗状托盘11上后，内锥形与外锥形相契合，使圆筒12与碗状托盘11连接紧密、不易移位。所述碗状托盘11顶端的内壁上以及所述圆筒12底端的内壁上均周向开设有第二凹槽3，所述第二凹槽的截面呈“L”形；所述网架101包括下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炭炭复合材料坩埚，其特征是，包括坩埚本体(1)和网架(101)，所述坩埚本体(1)由炭炭复合材料制成，所述坩埚本体(1)的内壁上均匀开设有若干第一凹槽(2)，若干所述第一凹槽(2)均沿所述坩埚本体(1)内壁向下延展并汇聚于所述坩埚本体(1)底部形成网状结构；所述网架(101)与若干所述第一凹槽(2)相适配，所述网架(101)可恰好嵌入到呈网状结构的若干所述第一凹槽(2)内，且所述网架(101)头部从所述第一凹槽(2)顶端延伸出来。2.根据权利要求1所述的一种炭炭复合材料坩埚，其特征在于，所述坩埚本体(1)由下部的碗状托盘(11)和上部的圆筒(12)拼装组成。3.根据权利要求2所述的一种炭炭复合材料坩埚，其特征在于，所述碗状托盘(11)顶端的内壁上以及所述圆筒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯雨海，徐相生，吕传胜，钱武中，
申请(专利权)人：杭州卓导新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：