一种热变性能高的坩埚及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种热变性能高的坩埚及其制备工艺，包括坩埚主体，所述坩埚主体的外壁一体成型有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起的上表面与坩埚主体的上表面平齐，所述第二凸起位于第一凸起的下方，所述第一凸起和第二凸起相对的一侧一体成型有若干个弧形凸点，所述坩埚主体的上表面设置有缺口；本发明专利技术的坩埚主体主要由三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、球黏土、熟焦和蓝晶石细粉为原料通过模具制成的锅体，通过三氧化二铝、二氧化硅和三氧化二铁做为骨料熟料，可有效提高坩埚主体的耐高温性能，以及增强高坩埚主体密度和机械强度有着显著效果，一定程度上降低了坩埚主体在长时间高温加热时出现变形的机率。温加热时出现变形的机率。温加热时出现变形的机率。

【技术实现步骤摘要】
一种热变性能高的坩埚及其制备工艺


[0001]本专利技术属于坩埚制备
，具体涉及一种热变性能高的坩埚及其制备工艺。

技术介绍

[0002]坩埚是用极耐火的材料(如粘土、石墨、瓷土、石英或较难熔化的金属铁等)所制的器皿或熔化罐。使用方法为坩埚为一陶瓷深底的碗状容器。当有固体要以大火加热时，就必须使用坩埚。因为它比玻璃器皿更能承受高温。坩埚使用时通常会将坩埚盖斜放在坩埚上，以防止受热物跳出，并让空气能自由进出以进行可能的氧化反应。坩埚因其底部很小，一般需要架在泥三角上才能以火直接加热。
[0003]经检索，中国专利文件申请号为：201710822379.8公开了一种坩埚及其制备方法，所述坩埚包括：坩埚本体，包括底壁和侧壁；第一涂层﹐其设于所述底壁及侧壁上﹐用于防止金属杂质向位于所述坩埚本体内的晶粒中扩散；第二涂层，其设于所述侧壁上的所述第一涂层外，所述第二涂层用于辅助位于所述坩埚本体内的晶粒成核；以及第三涂层，其设于所述底壁上的所述第一涂层外，所述第三涂层用于辅助位于所述坩埚本体内的晶体脱离所述坩埚本体。该专利技术的坩埚可有效降低坩埚本体中的金属杂质向位于坩埚本体内的多晶晶体中扩散，使得制备的多晶硅纯度高。
[0004]但该专利技术仍存在以下缺陷：
[0005]该坩埚的热变性能不理想，在长时间经进高温加热时会出现变形现象，从而影响了坩埚的使用，另外坩埚还不具有限位功能，在坩埚钳夹取坩埚转移时会出现滑落的风险，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种热变性能高的坩埚及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中不仅工作效率低下，而且浪费大量人力的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种热变性能高的坩埚，包括坩埚主体，所述坩埚主体的外壁一体成型有第一凸起和第二凸起，所述第一凸起的上表面与坩埚主体的上表面平齐，所述第二凸起位于第一凸起的下方，所述第一凸起和第二凸起相对的一侧一体成型有若干个弧形凸点，所述坩埚主体的上表面设置有缺口，所述缺口的一端延伸至第一凸起的侧壁，所述坩埚主体的内壁涂覆有保护层，所述坩埚主体主要由三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、球黏土、熟焦和蓝晶石细粉为原料通过模具制成的锅体，所述模具包括上模、中模和下模，所述中模位于上模和下模之间，且所述中模和上模与下模之间设置有导向机构。
[0009]优选的，所述下模上设置有供坩埚主体和第二凸起成形的第二模腔，所述中模的上下两侧分别设置有供第一凸起和第二凸起上凸点成型的第一模腔，且所述第一模腔的内部设置有与多个凸点对应的凹槽。
[0010]优选的，所述上模的下表面设置有供第一凸起成形的第三模腔，所述第三模腔的
内固定固定有第一模压块和第二模压块，所述第一模压块的直径与坩埚主体的内径对应，所述第二模压块的外形与缺口的外形对应。
[0011]优选的，所述中模包括呈半圆形设置的左模和右模，所述左模的一侧与右模的一侧可拆卸连接，所述左模和右模组成完整的圆环形。
[0012]优选的，所述导向机构包括多个定位柱，所述下模的上端外壁一体成型有环形的凸块，且所述凸块的上表面与坩埚主体的上表面平齐，多个所述定位柱等角度固定在凸块上表面的四周，所述上模和中模上均开设有供定位柱一端穿过的定位孔。
[0013]基于以上叙述的一种热变性能高的坩埚，本专利技术还提供了一种热变性能高的坩埚的制备工艺，包括如下步骤：
[0014]S1、按质量组份计，准备如下原料：三氧化二铝30
‑
48份、二氧化硅60
‑
70份、三氧化二铁5
‑
7份、球黏土20
‑
30份、熟焦30
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40份、蓝晶石细粉2
‑
3份；
[0015]S2、将S1中的原料使用搅拌机进行干混，待混合均匀后加入水进行湿混，得到泥状原料；
[0016]S3、取泥状原料均匀涂抹至下模的内部，使泥状原料涂满下模的第二模腔的侧壁，再将中模安装在下模的上端，继续涂抹泥状原料，使第二模腔侧壁与第一模腔侧壁布满泥状原料；
[0017]S4、使用升降机构带动上模与中模和下模结合进行模压，此时第一模压块穿过中模位于第二模腔的内部，第二模压块位于第二模腔内，模压多余的泥状原料进入第三模腔内，得到初胚；
[0018]S5、将初胚与模具一起进行干燥脱水作业，脱除初胚中的水分，得到硬质胚体；
[0019]S6、将硬质胚体从模具中进行脱模作业，并将脱模后的硬质胚体移转至烧制窑中烧制成型，得到毛胚；
[0020]S7、将毛胚表面和内部涂覆保护层，自然干燥后得到坩埚成品。
[0021]优选的，步骤S1中，按质量组份计，准备如下原料：三氧化二铝30份、二氧化硅60份、三氧化二铁5份、球黏土20份、熟焦30份、蓝晶石细粉2份。
[0022]优选的，步骤S6中所述硬质胚体在脱模时，先将上模与中模和下模分离，再将中模和硬质胚体从下模中一起取出，最后将硬质胚体与中模分离，且脱模后的硬质胚体需进行毛边修整，刮除凸出与毛刺的位置后进行烧制。
[0023]优选的，所述硬质胚体在烧制时，将硬质胚体转入烧制窑中进行烧制，烧制的过程中，烧制窑的温度以每8小时上升至35℃倍率烧制180小时，烧制窑的起始温度为40℃，烧制完成后烧制窑停止升温进行3H的保温，待保温完成后取出毛胚。
[0024]优选的，步骤S7中所述保护层设置为抗氧化涂料，所述保护层涂覆的厚度为0.1
‑
0.2mm。
[0025]本专利技术提出的一种热变性能高的坩埚及其制备工艺，与现有技术相比，具有以下优点：
[0026]1、本专利技术的坩埚主体主要由三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、球黏土、熟焦和蓝晶石细粉为原料通过模具制成的锅体，通过三氧化二铝、二氧化硅和三氧化二铁做为骨料熟料，可有效提高坩埚主体的耐高温性能，以及增强高坩埚主体密度和机械强度有着显著效果，一定程度上降低了坩埚主体在长时间高温加热时出现变形的机率。
[0027]2、本专利技术通过在高坩埚主体的外壁设置的第一凸起和第二凸起，可对坩埚钳夹取时限位，且第一凸起和第二凸起相对的一侧设置有若干个凸点，增加坩埚钳与第一凸起和第二凸起之间的摩擦力，从而降低坩埚主体出现滑落机率，一定程度上提高了坩埚使用的安全性。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的坩埚结构示意图；
[0029]图2为本专利技术的坩埚剖面示意图；
[0030]图3为本专利技术的模具结构示意面；
[0031]图4为本专利技术的模具爆炸结构示意图；
[0032]图5为本专利技术的上模结构示意图；
[0033]图6为本专利技术的中模组合时结构示意图。
[0034]图中：1、坩埚主体；2、第一凸起；3、缺口；4、第二凸起；5、上模；6、中模；601、左模；602、右模；7、下模；8、凸块；9、定位柱；10、第一模腔；11、第一模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热变性能高的坩埚，包括坩埚主体(1)，其特征在于：所述坩埚主体(1)的外壁一体成型有第一凸起(2)和第二凸起(4)，所述第一凸起(2)的上表面与坩埚主体(1)的上表面平齐，所述第二凸起(4)位于第一凸起(2)的下方，所述第一凸起(2)和第二凸起(4)相对的一侧一体成型有若干个弧形凸点，所述坩埚主体(1)的上表面设置有缺口(3)，所述缺口(3)的一端延伸至第一凸起(2)的侧壁，所述坩埚主体(1)的内壁涂覆有保护层，所述坩埚主体(1)主要由三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、球黏土、熟焦和蓝晶石细粉为原料通过模具制成的锅体，所述模具包括上模(5)、中模(6)和下模(7)，所述中模(6)位于上模(5)和下模(7)之间，且所述中模(6)和上模(5)与下模(7)之间设置有导向机构。2.根据权利要求1所述的一种热变性能高的坩埚，其特征在于：所述下模(7)上设置有供坩埚主体(1)和第二凸起(4)成形的第二模腔(14)，所述中模(6)的上下两侧分别设置有供第一凸起(2)和第二凸起(4)上凸点成型的第一模腔(10)，且所述第一模腔(10)的内部设置有与多个凸点对应的凹槽。3.根据权利要求1所述的一种热变性能高的坩埚，其特征在于：所述上模(5)的下表面设置有供第一凸起(2)成形的第三模腔(13)，所述第三模腔(13)的内固定固定有第一模压块(11)和第二模压块(12)，所述第一模压块(11)的直径与坩埚主体(1)的内径对应，所述第二模压块(12)的外形与缺口(3)的外形对应。4.根据权利要求3所述的一种热变性能高的坩埚，其特征在于：所述中模(6)包括呈半圆形设置的左模(601)和右模(602)，所述左模(601)的一侧与右模(602)的一侧可拆卸连接，所述左模(601)和右模(602)组成完整的圆环形。5.根据权利要求1所述的一种热变性能高的坩埚，其特征在于：所述导向机构包括多个定位柱(9)，所述下模(7)的上端外壁一体成型有环形的凸块(8)，且所述凸块(8)的上表面与坩埚主体(1)的上表面平齐，多个所述定位柱(9)等角度固定在凸块(8)上表面的四周，所述上模(5)和中模(6)上均开设有供定位柱(9)一端穿过的定位孔。6.一种根据权利要求1
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5任意一项所述的一种热变性能高的坩埚的制备工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建明，
申请(专利权)人：德清三明坩埚有限公司，
类型：发明
国别省市：