分体式组合石英坩埚模具制造技术

一种分体式组合石英坩埚模具，包括由若干高纯石英陶瓷件组合码砌而成的内壳，在内壳外套装有水冷却循环套，在水冷却循环套与内壳外壁之间留有抽气间隙，在高纯石英陶瓷件上均开设有与抽气间隙连通的抽真空孔，在水冷却循环套的底部固定连通有与抽气间隙连通的抽真空管道。本申请提供的分体式组合石英坩埚模具为分体式结构，具有膨胀系数小、热震性好的优点，在高温下不易膨胀变型，并且高纯石英陶瓷件采用高纯二氧化硅制成，与坩埚原料用的高纯石英砂接触无污染，每只模具使用周期长，有效降低了坩埚的生产成本。了坩埚的生产成本。了坩埚的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
分体式组合石英坩埚模具


[0001]本专利技术涉及坩埚模具
，特别是一种分体式组合石英坩埚模具。

技术介绍

[0002]随着国家碳中和的发展达标要求，太阳能日趋发展进步，太阳能有着独特的优势。随着太阳能的发展，单晶太阳能技术发展尤为迅猛，占有主导地位，太阳能单晶产量性价比也有很大的提高，单晶硅坩埚90年代10几英寸，至今到36
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40多英寸，随着单晶硅坩埚尺寸逐步变大，对单晶硅坩埚生产模具课题也逐渐显现出来。
[0003]起初单晶硅石英坩埚模具用的材料是石墨，石墨模具成本大，高温下有氧化脱落污染高纯石英砂，但是产生的高纯石英砂被污染后还要进行每吨8000元左右的提纯处理，石墨坩埚模具成本高、污染也大；后来采用全属做为大尺寸单晶硅石英坩埚模具，但是这种模具成本也较大，且高温下容易变型，同样高温下会与高纯石英砂反应污染，被污染的高纯石英砂提纯处理更不容易提纯，并且模具很重、操作很不方便，以上两种模具均存在成本高、性价比低、被污染的高纯石英砂都要进行每吨8000元左右的提纯、给环境污染也增加很多。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种热震性好、无污染的分体式组合石英坩埚模具。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本专利技术是一种分体式组合石英坩埚模具，包括由若干高纯石英陶瓷件组合码砌而成的内壳，在内壳外套装有水冷却循环套，在水冷却循环套与内壳外壁之间留有抽气间隙，在高纯石英陶瓷件上均开设有与抽气间隙连通的抽真空孔，在水冷却循环套的底部固定连通有与抽气间隙连通的抽真空管道。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，在内壳的底部固定安装有若干支撑腿，在水冷却循环套的底部焊接有与支撑腿配合的支撑管，支撑管的一端延伸至抽气间隙内，支撑管的另一端延伸至水冷却循环套的外侧、并旋装有密封螺栓，在支撑管内还安装有与支撑腿配合的支撑弹簧。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，所述内壳包括底部的盘状件、中部的筒状件和顶部的环状件，盘状件为采用高纯石英陶瓷件制成的整体式结构，筒状件、环状件均为采用高纯石英陶瓷件组合码砌而成的分瓣式结构。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，在盘状件和筒状件的顶部均设置有凸棱，在筒状件和环状件的底部均设置有凹槽，在组成筒状件的高纯石英陶瓷件和组成环状件的高纯石英陶瓷
件的一侧均设置有凸棱，在组成筒状件的高纯石英陶瓷件和组成环状件的高纯石英陶瓷件的另一侧均设置有凹槽。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，所述抽真空孔呈圆锥状，抽真空孔较小的一端设置在靠近抽气间隙的一侧。
[0010]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，在抽真空孔内均填塞有石英棉或者石英陶瓷滤芯。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，所述高纯石英陶瓷件的孔隙率为5
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15，抽气间隙的上部宽度为30mm
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50mm，抽气间隙的底部宽度为100mm
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150mm。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，所述高纯石英陶瓷件以高纯二氧化硅为主原料，在成型制作时添加有骨料。
[0013]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，所述骨料为碳纤维、石英纤维或氧化铝纤维中的任意一种或几种的组合。
[0014]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的分体式组合石英坩埚模具，实际制作时，根据内壳的直径大小定制高纯二氧化硅，根据内壳的壁厚确定骨料的添加量，高纯二氧化硅采用60
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100目、100
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200目、200
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300目的高纯二氧化硅进行粒度级配而成，骨料的添加量为高纯二氧化硅的1
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10%。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供的模具采用分体式结构，由若干高纯石英陶瓷件组合码砌成，具有耐温高、膨胀系数小、热震性好、隔热、保温性能好的优点，并且，高纯石英陶瓷件采用高纯二氧化硅制成，与坩埚原料用的高纯石英砂接触无污染，每只模具使用周期长，有效降低了坩埚的生产成本。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的一种结构示意图；图2为本专利技术内壳的结构示意图；图3为本专利技术盘形件的结构示意图；图4为本专利技术筒状件的结构示意图；图5为本专利技术环状件的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]参照图1至图5，一种分体式组合石英坩埚模具，包括由若干高纯石英陶瓷件组合码砌而成的内壳1，在内壳1外套装有水冷却循环套2，在水冷却循环套2与内壳1外壁之间留
有抽气间隙3，在高纯石英陶瓷件上均开设有与抽气间隙3连通的抽真空孔9，在水冷却循环套2的底部固定连通有与抽气间隙3连通的抽真空管道8。内壳1用于盛装石英坩埚生产用于的高纯石英砂，在随着水冷却循环套2转动时使高纯石英砂离心热熔得到石英坩埚，内壳1的形状与石英坩埚的形状一致；内壳1由高纯石英陶瓷件组合码砌而成，能够缓解高温下的膨胀形变，不易变形；水冷却循环套2用于与内壳1配合，既方便带动内壳1转动，又能够在与内壳1之间形成抽气间隙3，利用抽真空孔9使得内壳1内的高纯石英砂吸附到内壳1的内壁上，从而热熔形成石英坩埚，同时，还可循环通入冷却水，进行冷却降温处理；在内壳1和水冷却循环套2的顶部均设置有固定孔，便于利用固定螺栓将内壳1和水冷却循环套2进行固定连接；为了避免内壳1内的石英砂从抽真空孔9处进入到抽气间隙3内，在抽真空孔9内均填塞有石英棉或者石英陶瓷滤芯等透气材料，既能够对石英砂进行阻挡，又不影响抽真空处理；实际应用时，还可以将抽真空孔9设计呈圆锥状，抽真空孔9较小的一端设置在靠近抽气间隙3的一侧，使得抽真空孔9具有一定的锥度，使得石英棉或者石英陶瓷滤芯等透气材料不易被从抽真空处吸出，保证牢靠性。
[0019]在内壳1的底部固定安装有若干支撑腿4，在水冷却循环套2的底部焊接有与支撑腿4配合的支撑管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分体式组合石英坩埚模具，其特征在于：包括由若干高纯石英陶瓷件组合码砌而成的内壳，在内壳外套装有水冷却循环套，在水冷却循环套与内壳外壁之间留有抽气间隙，在高纯石英陶瓷件上均开设有与抽气间隙连通的抽真空孔，在水冷却循环套的底部固定连通有与抽气间隙连通的抽真空管道。2.根据权利要求1所述的分体式组合石英坩埚模具，其特征在于：在内壳的底部固定安装有若干支撑腿，在水冷却循环套的底部焊接有与支撑腿配合的支撑管，支撑管的一端延伸至抽气间隙内，支撑管的另一端延伸至水冷却循环套的外侧、并旋装有密封螺栓，在支撑管内还安装有与支撑腿配合的支撑弹簧。3.根据权利要求1所述的分体式组合石英坩埚模具，其特征在于：所述内壳包括底部的盘状件、中部的筒状件和顶部的环状件，盘状件为采用高纯石英陶瓷件制成的整体式结构，筒状件、环状件均为采用高纯石英陶瓷件组合码砌而成的分瓣式结构。4.根据权利要求3所述的分体式组合石英坩埚模具，其特征在于：在盘状件和筒状件的顶部均设置有凸棱，在筒状件和环状件的底部均设置有凹槽，在组成筒状件的高纯石英陶瓷件和组成环状件的高纯石英陶瓷件的一侧均设置有凸棱，在组成筒状件的高纯石英陶瓷件和组成环状件的高纯石英陶瓷件的另一侧均设置有凹槽。5.根据权利要求1所述的分体式组合石英坩埚模具，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怀斌，
申请(专利权)人：江苏神汇新型陶瓷材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：