一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚及其制备方法，所述炭/炭复合材料坩埚，由炭/炭复合材料坩埚基体以及附着于炭/炭复合材料坩埚基体内表面的复合陶瓷层组成，所述复合陶瓷层的厚度为1mm～5mm，所述复合陶瓷层中，按质量比计，组成如下：碳化硅50％～70％，氮化硼10％～40％，硅10％～20％，本发明专利技术的制备方法，具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚基体采用分体式制备方法，先制备出复合陶瓷层坯体，再通过粘结剂进行粘结，然后再经过碳化及渗硅处理，使得炭/炭复合材料坩埚基体与复合陶瓷层成为整体，采用本发明专利技术的制备方法，可以获得足够厚的复合陶瓷层，从而有效地抑制硅蒸汽对炭/炭复合材料坩埚基体的侵蚀。

【技术实现步骤摘要】
一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚及其制备方法
本专利技术属于单晶硅拉制炉用热场部件
，具体涉及一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着化石能源的枯竭以及人们对于节能环保的要求，国家大力提倡发展光伏行业，而单晶硅太阳能电池片在当前的光伏
中，属于技术最成熟的且光电转换效率相比较高，因此，目前市场对于单晶硅的需求量巨大。而单晶硅的生产80％以上都采用的是CZ(Czochralski，简称CZ法)直拉法，也即：在单晶硅拉制炉中通过籽晶拉制成型而制备得到。而坩埚(又称导流筒)作为单晶硅热场系统的关键原件之一，其主要用于控制热场的轴向温度梯度和引导氩气流。单晶硅拉制炉所使用的坩埚最开始采用的是由石墨件和碳毡所形成的组合件，但考虑到该种组合件存在保温效果较差，使用寿命短，同时大尺寸石墨内/外壁成型困难等问题，同时，近年来随着碳纤维增强的新材料兴起，其具有耐高温，质量轻，强度高等优势，因此，目前单晶硅拉制炉所使用的坩埚材料逐步被炭/炭复合材料(碳纤维增强基体炭)所替代。然而，在实际进行单晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚，其特征在于：所述炭/炭复合材料坩埚，由炭/炭复合材料坩埚基体以及附着于炭/炭复合材料坩埚基体内表面的复合陶瓷层组成，所述复合陶瓷层的厚度为1mm～5mm，所述复合陶瓷层中，按质量百分比计，组成如下：碳化硅50％～70％，氮化硼10％～40％，硅10％～20％。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚，其特征在于：所述炭/炭复合材料坩埚，由炭/炭复合材料坩埚基体以及附着于炭/炭复合材料坩埚基体内表面的复合陶瓷层组成，所述复合陶瓷层的厚度为1mm～5mm，所述复合陶瓷层中，按质量百分比计，组成如下：碳化硅50％～70％，氮化硼10％～40％，硅10％～20％。


2.根据权利要求1所述的一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1
将树脂、氮化硼、硅粉混合获得混合料，混合料热压成形，获得复合陶瓷层生坯，碳化处理获得复合陶瓷层坯体，所述混合料中，按质量百分比计，组成如下：树脂40％～50％，氮化硼10％～40％，硅粉10％～30％；
步骤2
然后将树脂、氮化硅混合获得粘结剂，将粘结剂涂覆于炭/炭复合材料坩埚基体的内表面，然后再将复合陶瓷层坯体置于炭/炭复合材料坩埚基体中，分别进行固化及碳化处理获得含复合陶瓷层坯体的炭/炭复合材料坩埚；
步骤3
将含复合陶瓷层坯体的炭/炭复合材料坩埚的底部铺设一层硅粉，然后再将石墨圆柱放入含复合陶瓷层坯体的炭/炭复合材料坩埚中，并于含复合陶瓷层坯体的炭/炭复合材料坩埚与石墨圆柱的间隙加入硅粉，陶瓷化处理、取出石墨圆柱，机加工，即得具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚。


3.根据权利要求2所述的一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述树脂选自呋喃树脂或酚醛树脂，所述氮化硼的粒度选自1μm～100μm，硅粉的粒度选自1μm～200μm。


4.根据权利要求2所述的一种具有复合陶瓷层的炭/炭复合材料坩埚的制备方法，其特征在于：步骤1中，热压成型的压力为0.2MPa～0.8MPa；
步骤1中，所述复合陶瓷层生坯外壁的整体尺寸比炭/炭复合材料坩埚基体内壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍思权，周娩红，朱苏华，
申请(专利权)人：湖南世鑫新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43