石墨夹头结构及还原炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种石墨夹头结构及还原炉，涉及多晶硅生产技术领域，主要目的是避免石墨夹头传热太快导致的在夹头与硅棒结合处沉积的多晶硅量不足，出现的电流过载,局部高温熔融而倒棒的问题。本实用新型专利技术的主要技术方案为：石墨夹头结构，其包括：底座和夹头体；底座设有下端凹槽和上端凹槽，底座位于下端凹槽和上端凹槽之间的部分设有贯通孔道，用于连通下端凹槽和上端凹槽，底座通过下端凹槽套接于底盘电极，底座的轴侧设有环形槽；夹头体的下端插接于上端凹槽，夹头体的上端设有硅芯孔槽，夹头体位于硅芯孔槽下方的部分设有中心孔道，中心孔道对应于贯通孔道。中心孔道对应于贯通孔道。中心孔道对应于贯通孔道。

【技术实现步骤摘要】
石墨夹头结构及还原炉


[0001]本技术涉及多晶硅生产
，尤其涉及一种石墨夹头结构及还原炉。

技术介绍

[0002]在生产多晶硅的生产技术中，目前改良西门子法为主要的生产方法。在进行多晶硅还原反应时，将硅芯插在石墨件上，石墨件套在铜电极上，硅芯按照一定的电极连接方式进行安装，安装完成后，按照工艺程序进行置换、击穿、进料并进而发生气相沉积反应，反应产生的晶粒沉积在硅芯上，经过一定时间生长后形成多晶硅棒。硅芯表面沉积硅，而夹头锥度部分顶端表面温度达到1000度以上高温，表面沉积硅，将夹头锥度部分包裹，和硅芯直径同步变大。
[0003]石墨夹头是还原炉生产多晶硅的核心材料，关系到还原炉生产稳定性，决定还原炉多晶硅的产能和质量。石墨夹头是多晶硅还原炉中用于安装硅芯、导电的设备，同时也起到硅芯与电极之间的热传导作用。由于电极与底盘有绝缘保护，电极有冷却水进行冷却，硅芯开始生长时是高温，而石墨夹头就是连接高温与低温的关键部件，热传导过快过慢都会影响硅棒根部的生长，从而影响硅棒能否正常生产，甚至发生倒炉；尤其在生产切割原生棒时，由于硅棒生长更致密，刚性更强，容易倒炉。
[0004]现有的石墨夹头结构，首先，石墨夹头与硅棒结合处沉积的多晶硅不足，结合处抗折强度不够；硅棒生长到后期承受的重量越来越重；容易发生硅棒倒棒。其次，已有夹头在生产切割原生原料棒时，由于石墨夹头径向太大，热流失太快造成硅芯与夹头接合部温度低生长慢，接合部直径太小，无法承载过高电流而出现局部高温亮环，造成中前期倒炉。

技术实现思路

>[0005]有鉴于此，本技术提供一种石墨夹头结构及还原炉，主要目的是避免石墨夹头传热太快导致的在夹头与硅棒结合处沉积的多晶硅量不足，出现的电流过载,局部高温熔融而倒棒的问题。
[0006]为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：
[0007]一方面，本技术提供了一种石墨夹头结构，其包括：底座和夹头体；
[0008]所述底座设有下端凹槽和上端凹槽，所述底座位于所述下端凹槽和所述上端凹槽之间的部分设有贯通孔道，用于连通所述下端凹槽和所述上端凹槽，所述底座通过所述下端凹槽套接于底盘电极，所述底座的轴侧设有环形槽；
[0009]所述夹头体的下端插接于所述上端凹槽，所述夹头体的上端设有硅芯孔槽，所述夹头体位于所述硅芯孔槽下方的部分设有中心孔道，所述中心孔道对应于所述贯通孔道。
[0010]本技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0011]可选的，所述夹头体的上端轴侧面为第一圆锥面，所述夹头体的下端轴侧面为第二圆锥面，所述第二圆锥面吻合于所述上端凹槽的内侧面。
[0012]可选的，所述夹头体设有第一径向孔道，所述底座设有第二径向孔道。
[0013]可选的，所述第二径向孔道的一端连通于所述环形槽，另一端连通于所述贯通孔道。
[0014]可选的，所述硅芯孔槽设有内环形台。
[0015]可选的，所述第一圆锥面所在锥体的锥度小于所述第二圆锥面所在锥体的锥度。
[0016]另一方面，本技术还提供了一种还原炉，其包括：钟罩、底盘和如前所述的石墨夹头结构。
[0017]借由上述技术方案，本技术至少具有下列优点：
[0018]使用本石墨夹头结构时，用底座的下端凹槽罩住底盘电极，然后将夹头体的下端插接于上端凹槽内，然后将硅芯棒的下端插接于硅芯孔槽，然后将钟罩罩设于底盘上，并用螺栓固定。
[0019]在还原炉运行之前，使用氮气置换还原炉内部空间的空气和水分，然后向还原炉通入原料气体，电极通电。在还原炉运行的过程中，电极发热，热量通过底座和夹头体传导至硅芯棒。在上述过程中，由于底座的轴侧设有环形槽，底座在环形槽处的实体直径相对较小，即环形槽处热量流通介质的直径变小，所以环形槽的设置间接减缓了热传导的速度，以使热传导的速度与多晶硅颗粒在夹头体和硅芯棒的结合处沉积的速度相匹配，从而解决多晶硅颗粒在夹头体和硅芯棒的结合处沉积量不足的问题。
[0020]而且，在上述还原炉运行的过程中，底座和夹头体受热时，贯通孔道为底座提供了内部受热膨胀的空间，中心孔道为夹头体提供了内部受热膨胀的空间。
[0021]而且，下端凹槽、贯通孔道、中心孔道和硅芯孔槽依次贯通，通电电极处因受热产生的气体可以沿该贯通通道上升。
[0022]而且本石墨夹头结构由底座和夹头体相互插接而成，安装简单。
附图说明
[0023]图1为本技术实施例提供的一种石墨夹头结构的侧视剖面图；
[0024]图2为底座的结构示意图；
[0025]图3为夹头体的结构示意图；
[0026]图4为石墨夹头结构和硅芯棒的位置关系图；
[0027]图5为石墨夹头结构和原生棒的位置关系图。
[0028]说明书附图中的附图标记包括：底座1、夹头体2、下端凹槽3、上端凹槽4、贯通孔道5、环形槽6、硅芯孔槽7、中心孔道8、第一圆锥面9、第二圆锥面10、第一径向孔道11、第二径向孔道12、硅芯棒13、预留空间14。
具体实施方式
[0029]为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0030]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0031]如图1、图2、图3和图4所示，一方面，本技术的一个实施例提供的一种石墨夹
头结构，其包括：底座1和夹头体2；
[0032]所述底座1设有下端凹槽3和上端凹槽4，所述底座1位于所述下端凹槽3和所述上端凹槽4之间的部分设有贯通孔道5，用于连通所述下端凹槽3和所述上端凹槽4，所述底座1通过所述下端凹槽3套接于底盘电极，所述底座1的轴侧设有环形槽6；
[0033]所述夹头体2的下端插接于所述上端凹槽4，所述夹头体2的上端设有硅芯孔槽7，所述夹头体2位于所述硅芯孔槽7下方的部分设有中心孔道8，所述中心孔道8对应于所述贯通孔道5。
[0034]石墨夹头结构工作过程如下:
[0035]使用本石墨夹头结构时，用底座1的下端凹槽3罩住底盘电极，然后将夹头体2的下端插接于上端凹槽4内，然后将硅芯棒13的下端插接于硅芯孔槽7，然后将钟罩罩设于底盘上，并用螺栓固定。
[0036]在还原炉运行之前，使用氮气置换还原炉内部空间的空气和水分，然后向还原炉通入原料气体，电极通电。在还原炉运行的过程中，电极发热，热量通过底座1和夹头体2传导至硅芯棒13。在上述过程中，由于底座1的轴侧设有环形槽6，底座1在环形槽6处的实体直径相对较小，即环形槽6处热量流通介质的直径变小，所以环形槽6的设置间接减缓了热传导的速度，以使热传导的速度与多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨夹头结构，其特征在于，包括：底座，所述底座设有下端凹槽和上端凹槽，所述底座位于所述下端凹槽和所述上端凹槽之间的部分设有贯通孔道，用于连通所述下端凹槽和所述上端凹槽，所述底座通过所述下端凹槽套接于底盘电极，所述底座的轴侧设有环形槽；夹头体，所述夹头体的下端插接于所述上端凹槽，所述夹头体的上端设有硅芯孔槽，所述夹头体位于所述硅芯孔槽下方的部分设有中心孔道，所述中心孔道对应于所述贯通孔道。2.根据权利要求1所述的石墨夹头结构，其特征在于，所述夹头体的上端轴侧面为第一圆锥面，所述夹头体的下端轴侧面为第二圆锥面，所述第二圆锥面吻合于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹仁苏，杨涛，
申请(专利权)人：新疆大全新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：