一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场制造技术

本申请公开了一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场，涉及光伏技术领域，埚帮预制体用于制备埚帮，所述埚帮预制体包括直壁结构以及与所述直壁结构相接的弯曲部，所述埚帮预制体采用增材制造工艺制备，可以避免生产过程中的浪费，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场


[0001]本申请涉及光伏
，更具体地，涉及一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场。

技术介绍

[0002]目前的埚帮主要是通过预制体成形、沉积、石墨化处理、机加、涂层等过程进行制备的，其中，在预制体成形阶段，主要采用的是碳纤维编织及针刺工艺来制作埚帮预制体，制作好的埚帮预制体需要进一步切除多余的部分成形，由于预制体本身容易变形，为了保证一定的加工余量，通常预制体的壁厚都制备得非常厚，在最终的机加阶段，将近一半的碳纤维都会被机加掉，造成成本浪费。然而直接降低预制体的壁厚，又会导致产品在沉积时容易变形，最后无法加工出合格产品，造成巨大的成本浪费。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供了一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场，用于避免生产过程中的浪费，降低生产成本。
[0004]第一方面，本申请提供一种埚帮预制体，用于制备埚帮，埚帮预制体包括直壁结构以及与直壁结构相接的弯曲部，埚帮预制体采用增材制造工艺制备。
[0005]可选地，其中：
[0006]埚帮预制体为一体成型的埚帮预制体。
[0007]可选地，其中：
[0008]直壁结构的第一侧靠近埚帮预制体的顶部开口，直壁结构的第二侧与弯曲部的第一侧相接，弯曲部的第二侧靠近埚帮预制体的底部开口。
[0009]可选地，其中：
[0010]埚帮预制体为具有网格结构的埚帮预制体。
[0011]可选地，其中：
[0012]在坩埚预制体的任一横截面上，埚帮预制体最内侧的网格密度与埚帮结构最外侧的网格密度之比为k1，1＜k1≤1.2；在埚帮预制体的径向上，沿由埚帮预制体的外侧指向内侧的方向，埚帮预制体的网格密度逐渐增大。
[0013]可选地，其中：
[0014]在直壁结构的轴向方向上，直壁结构的第二侧的网格密度与直壁结构的第一侧的网格密度之比为k2，1.1≤k2≤1.3；在直壁结构的轴向方向上，沿直壁结构的第一侧指向直壁结构的第二侧，埚帮预制体的网格密度逐渐增大。
[0015]可选地，其中：
[0016]在埚帮预制体的轴向方向上，弯曲部的第二侧的网格密度与埚帮预制体的顶部开口的网格密度之比为k3，k2＜k3，1.3＜k3≤1.4；在埚帮预制体的轴向方向上，沿弯曲部的第一侧指向弯曲部的第二侧，埚帮预制体的网格密度逐渐增大。
[0017]可选地，其中：
[0018]埚帮预制体所具有的网格的形状为圆形或多边形。
[0019]第二方面，本申请还提供一种埚帮，埚帮由第一方面所描述的埚帮预制体制备而成。
[0020]第三方面，本申请还提供一种单晶炉热场，单晶炉热场包括第二方面所描述的埚帮。
[0021]与现有技术相比，本申请提供的一种埚帮预制体及埚帮、单晶炉热场，至少实现了如下的有益效果：
[0022]本申请所提供的埚帮预制体用于制备目前使用较为广泛的具有R角的埚帮，其中的弯曲部所在的位置即为R角所在的位置。本申请采用增材制造工艺来制备埚帮预制体，与现有的采用碳纤维编织及针刺工艺制作的预制体相比，一方面利用了3D打印技术具有极高的材料利用率的特性，避免了生产过程中对成本的浪费，降低了生产成本；另一方面，采用3D打印技术制作的埚帮预制体在厚度方面更容易控制及调整，且可以通过对埚帮预制体的内部结构进行调整优化，以实现对埚帮在强度等力学性能及传热方面的提升；同时，对于具有独特性能的碳/碳复合材料，本申请提供的利用3D打印技术制作的埚帮预制体，可以针对性地调整埚帮预制体的内部结构，以充分利用碳/碳复合材料优异的力学性能及高温性能，使得由本申请所提供的埚帮预制体制备而成的埚帮具有更高的使用寿命。
[0023]当然，实施本申请的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0024]通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0025]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
[0026]图1～图4所示为现有技术中预制体的编织方式的示意图；
[0027]图5所示为本申请实施例所提供的埚帮预制体的结构示意图；
[0028]图6所示为本申请实施例所提供的埚帮预制体的网格结构示意图。
具体实施方式
[0029]现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
[0030]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
[0031]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0032]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0033]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0034]碳/碳复合材料是20世纪60年代发展起来的一种性能独特的新型高温材料，它综合了纤维增强复合材料优良的力学性能及碳质材料优异的高温性能，具有高的比强度、比模量，良好的韧性以及高温下优良的强度保持率、耐蠕变和抗热震等一系列优异性能，是目前所知的惰性气氛下最为理想的高温结构材料，因此被广泛应用于单晶炉、铸锭炉热场部件中。
[0035]在单晶炉热场中，埚帮是最常用的碳碳复合材料热场之一。埚帮主要分为直筒埚帮和R弧埚帮两种。在使用的过程中，直筒埚帮需要和单独的埚托环配合，而R弧埚帮可以直接使用，并且寿命比直筒埚帮长，性价比较高，因此在单晶热场中的使用越来越广泛。R弧碳碳埚帮主要是通过预制体成形、沉积、石墨化处理、机加、涂层等过程进行制备的，其中，预制体端最主要的辅材为碳纤维，碳纤维价格占据预制体成本的80％以上。埚帮的预制体的制备过程包括：采用碳纤维编织成碳布；采用短切碳纤维制备成网胎；将碳布缠绕在埚帮模具上，然后通过针刺网胎，将碳布与碳布层与层之间连接起来，起到固定作用，最终再切除多余的部分形成预制体。
[0036]图1～图4所示为现有技术中预制体的编织方式的示意图，目前的预制体的编织方式可以如图1所示，碳布的轴向10采用无纬布，环向11采用碳纤维缠绕，然后将碳布中的无纬布与碳纤维按照1:2的体积分数比例分别和碳纤维网胎针刺成型，并重复铺设；也可以如图2所示，碳布的轴向10采用无纬布，环向11采用碳纤维缠绕，然后将碳布中的无纬布与碳纤维按照1:3的体积分数比例分别和碳纤维网胎针刺成型，并重复铺设；或者如图3所示，碳布的轴向10采用无纬布，环向11采用碳纤维缠绕，斜向
±
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埚帮预制体，用于制备埚帮，其特征在于，所述埚帮预制体包括直壁结构以及与所述直壁结构相接的弯曲部，所述埚帮预制体采用增材制造工艺制备。2.根据权利要求1所述的埚帮预制体，其特征在于，所述埚帮预制体为一体成型的埚帮预制体。3.根据权利要求1所述的埚帮预制体，其特征在于，所述直壁结构的第一侧靠近所述埚帮预制体的顶部开口，所述直壁结构的第二侧与所述弯曲部的第一侧相接，所述弯曲部的第二侧靠近所述埚帮预制体的底部开口。4.根据权利要求2所述的埚帮预制体，其特征在于，所述埚帮预制体为具有网格结构的埚帮预制体。5.根据权利要求4所述的埚帮预制体，其特征在于，在所述坩埚预制体的任一横截面上，所述埚帮预制体最内侧的网格密度与所述埚帮结构最外侧的网格密度之比为k1，1＜k1≤1.2；在所述埚帮预制体的径向上，沿由所述埚帮预制体的外侧指向内侧的方向，所述埚帮预制体的网格密度逐渐增大。6.根据权利要求4所述的埚帮预制...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏春声，杨宇昂，向鹏，熊波，
申请(专利权)人：四川晶科能源有限公司，
类型：新型
国别省市：