带底孔的整体编织坩埚预制体及以其制成的涂层坩埚制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带底孔的整体编织坩埚预制体，所述坩埚预制体一根或多根碳纤维绳编织而成的环形中空网状体，所述坩埚预制体的上端开口的直径大于下端开口的直径。本申请的坩埚采用一根碳纤维绳或多根碳纤维绳编织而成，不需要针刺预制体，节省工时；采用直的碳纤维绳编织，不需要制作胚体，其形状的可塑性强，不受胚体的限制，可以灵活设计，批量生产缩短交货周期，材料加工浪费少。材料加工浪费少。材料加工浪费少。

【技术实现步骤摘要】
带底孔的整体编织坩埚预制体及以其制成的涂层坩埚


[0001]本技术涉及单晶硅或多晶硅的制造过程中的一种碳纤维复合材料的应用，具体涉及一种采用碳纤维复合材料编织制作带底孔的整体编织坩埚预制体及以其制成的涂层坩埚。

技术介绍

[0002]在单晶硅的制作中，目前普遍采用直拉法(CZ法)，就是沿着垂直方向从熔体中拉制单晶的方法。在制造设备中，有一个部件是石墨坩埚，它是用来承载内部的石英坩埚的。在使用过程中，由于石英坩埚和石墨坩埚的膨胀系数不同，而且硅蒸汽与石墨会产生侵蚀反应的原因，存在石墨坩埚龟裂、侵蚀失强等问题。而且，随着单晶硅生长的晶体直径越来越粗，相应的单晶炉的直径也越做越大，这样对热场的可靠性也要求越来越高。由于石墨坩埚强度的局限性，直径越大那么其壁厚要求也越大，所以重量很重，而且热容很高，导致操作笨重，耗能增加，成本提高。
[0003]作为不使用大尺寸石墨坩埚的技术，已经有申请人提出了包括通过长丝卷绕法使碳纤维成形为坩埚形状、用树脂或沥青作为基质将其浸渍、然后进行烧制以制造由碳/碳纤维复合材(以下称为C/C复合材)制成的坩埚的技术，以及包括将碳纤维布贴附在成形模上、进行成型和固化以获得碳纤维强化型塑料、然后浸渍并烧制以制造由C/C复合材制成的坩埚的技术。。。等等。例如专利号200910118210.X公开了一种中空网状体的坩埚保持部件，利用多根绳股编织，形成网状体的坩埚保持部件；但是这些编织形成的坩埚，都必须经过加入粘结剂、高温碳化、气相沉积的加工步骤，非常浪费时间，但是这些坩埚的边缘都没有做加强处理，而且没有表面涂层处理，这样在使用过程中，坩埚的边缘部分非常容易腐蚀，导致强度不够。
[0004]因此，现有技术的坩埚还有提升的地方。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种碳纤维复合材料编织的带底孔的整体编织坩埚预制体及以其制成的涂层坩埚，以解决现有技术的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案：
[0007]一种带底孔的整体编织坩埚预制体，所述坩埚预制体由一根或多根碳纤维绳编织而成的环形中空网状体，所述坩埚预制体的上端开口的直径大于下端开口的直径。
[0008]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织坩埚预制体，所述坩埚预制体包括：中环部和至少一端的封边部，其中，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部的环状中空网状体通过将一根或多根碳纤维绳编织成相对于所述中环部的中心轴斜向对齐而形成；所述中环部包括直筒体和碗状体。
[0009]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织坩埚预制体，所述中环部的网状体由一根或多根碳纤维绳沿相对于所述中心轴倾斜第一角度的第一方向对齐；由一根或多
根碳纤维绳沿相对于所述中心轴倾斜第二角度的第二方向对齐；所述第二角度与所述第一角度相同，并且其中所述第一方向与所述第二方向相对于所述中心轴对称。
[0010]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织坩埚预制体，所述坩埚预制体包括一中环部，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部包括多数根轴向条，一根或多根所述碳纤维绳绕所述轴向条螺旋编织，所述轴向条与所述碳纤维绳螺旋编织方向的夹角为大于70度小于90度。
[0011]一种带底孔的整体编织的涂层坩埚，所述坩埚由一根或多根碳纤维绳编织而成的环形中空网状体，所述坩埚的上端开口的直径大于下端开口的直径，碳纤维表面和之间包覆或填充沉积碳层或硬化物质层。
[0012]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织的涂层坩埚，所述坩埚包括：中环部和至少一端的封边部，其中，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部的环状中空网状体通过将一根或多根碳纤维绳编织成相对于所述中环部的中心轴斜向对齐而形成；所述中环部包括直筒体和碗状体。
[0013]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织的涂层坩埚，所述中环部的网状体由一根或多根碳纤维绳沿相对于所述中心轴倾斜第一角度的第一方向对齐；由一根或多根碳纤维绳沿相对于所述中心轴倾斜第二角度的第二方向对齐；所述第二角度与所述第一角度相同，并且其中所述第一方向与所述第二方向相对于所述中心轴对称。
[0014]依照本申请较佳实施例所述的带底孔的整体编织的涂层坩埚，所述坩埚包括一中环部，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部包括多数根轴向条，一根或多根所述碳纤维绳绕所述轴向条螺旋编织，所述轴向条与所述碳纤维绳螺旋编织方向的夹角为大于70度小于90度。
[0015]由于采用了以上的技术方案，使得本技术具有如下的优点效果：
[0016]第一、本申请的坩埚采用直的碳纤维绳编织，不需要制作胚体，其形状的可塑性强，不受胚体的限制，可以灵活设计，批量生产缩短交货周期，材料加工浪费少；
[0017]第二、本申请的封边设计，可以有效连接碳纤维绳不需要使用粘接剂，支撑力强，解决了连接的问题；
[0018]第三、本申请的封边设计，可以有效加强坩埚边缘，起到防腐蚀和增强的作用；
[0019]第四、本申请的坩埚，表面做过表面处理，可以有效减少腐蚀，延长寿命；
[0020]第五、本申请的坩埚，由于是采用连续纤维制作，所有具有一定的韧性，可以随着石英坩埚的膨胀和收缩做适当的形变，不会产生和传统坩埚一样的內裂，有利于自身寿命的延长；
[0021]第六、采用薄壁和镂空的设计，可以使得红外辐射热量更快速的传递到硅料上，加快硅的融化，可以有效缩短化料的时间，从而节约工时和成本；
[0022]第七、采用编织坩埚无需后机加工，可以大大节约原材料的使用，从而降低制造成本；
[0023]第八、采用编织坩埚质量减重60％以上，可以减少热容，缩短升降温时间，节约能耗；
[0024]第九、底部镂空部分可以采用低成本的石墨代替，而且可以方便从底部敲打石英坩埚，减少石英坩埚的取埚时间，提高生产效率。
[0025]当然，实施本申请内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。
附图说明
[0026]图1为本申请坩埚示意图；
[0027]图2为碳纤维编织管示意图；
[0028]图3为编织示意图之一；
[0029]图4为编织示意图之二；
[0030]图5为编织示意图之三；
[0031]图6为编织示意图之四；
[0032]图7为本申请另外一种中环部示意图。
具体实施方式
[0033]为便于理解，以下结合附图对本技术的较佳实施例做进一步详细叙述。
[0034]本申请的核心思想在于，制作一种坩埚，有效的提高和超越传统坩埚的寿命，所述坩埚包括一个编织结构，所述坩埚首先需要用纤维编织成预制体，所述预制体是指没有增密硬化前的编织体，然后经过增密处理得到硬化的坩埚。增密硬化包括气相沉积、液相沉积、烧结等过程，此为公知技术，不在此赘述。这种坩埚可以根据实际的设计要求灵活设计其结构，而不需要重新制作胚体，能够有效节约成本和缩短交货期，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带底孔的整体编织坩埚预制体，其特征在于，所述坩埚预制体由一根或多根碳纤维绳编织而成的环形中空网状体，所述坩埚预制体的上端开口的直径大于下端开口的直径；所述坩埚预制体包括一中环部，所述中环部为一环状中空网状体，所述中环部包括多数根轴向条，一根或多根所述碳纤维绳绕所述轴向条螺旋编织，所述轴向条与所述碳纤维绳螺旋编织方向的夹角为大于70度小于90度。2.一种带底孔的整体编...

【专利技术属性】
技术研发人员：申富强，
申请(专利权)人：上海骐杰碳素材料有限公司，
类型：新型
国别省市：