本实用新型专利技术公开了一种提升晶体炉换热效率的冷却屏以及晶体炉，包括安装为一体的内导热筒体、外导热筒体，所述内导热筒体与外导热筒体之间设有冷却通道，所述内导热筒体的内周面设有若干凹状结构，同时所述内导热筒体的内周面设有至少覆盖凹状结构表面的减反射层，通过减反射层提高所述凹状结构所接收的热辐射率，用于增加所述内导热筒体的热辐射吸收量；本实用新型专利技术增加了内导热筒体的热辐射吸收量，最终提高了晶棒的生长效率。最终提高了晶棒的生长效率。最终提高了晶棒的生长效率。
【技术实现步骤摘要】
一种提升晶体炉换热效率的冷却屏以及晶体炉
[0001]本技术涉及晶体炉领域，具体涉及了一种提升晶体炉换热效率的冷却屏，本技术还涉及了采用该冷却屏的晶体炉。
技术介绍
[0002]在晶体炉领域中，单晶炉是用于将多晶硅进行加热熔化，通过直拉法生长出单晶棒的关键装置。在单晶炉工作时，在单晶棒向上移动时需要对其进行冷却，使得单晶晶棒快速完成冷却固化成型，进而提高了单晶棒的生长效率。
[0003]具体来说冷却屏作为单晶炉的冷却装置，其结构通常包括靠近生长单晶棒的内筒体，位于内筒体外周的外筒体，通过在内筒体与外筒体之间设置水冷通道(分别连接进水管和出水管)，通过水冷通道实现对生长单晶棒的冷却效果。然而，由于现有的冷却屏普遍存在热辐射吸收有限，导热冷却效果较差，从而影响了单晶棒的生长效率。
[0004]因此，本申请人希望寻求技术方案来解决以上技术问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种提升晶体炉换热效率的冷却屏以及晶体炉，增加了内导热筒体的热辐射吸收量，最终提高了晶棒的生长效率。
[0006]本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种提升晶体炉换热效率的冷却屏，包括安装为一体的内导热筒体、外导热筒体，所述内导热筒体与外导热筒体之间设有冷却通道，所述内导热筒体的内周面设有若干凹状结构，同时所述内导热筒体的内周面设有至少覆盖凹状结构表面的减反射层，通过减反射层提高所述凹状结构所接收的热辐射率，用于增加所述内导热筒体的热辐射吸收量。
[0008]优选地，所述内导热筒体采用金属材质，所述减反射层采用通过在所述内导热筒体的内周面进行QPQ工艺处理后得到的发黑复合渗层。当然地，如果有合适的耐高温减反射材料，本申请也可以采用减反射材料，通过在所述内导热筒体的内周面上通过化学或物理方式成型得到减反射涂层。
[0009]优选地，所述凹状结构的深度不低于内导热筒体厚度的三分之一。
[0010]优选地，所述内导热筒体的厚度范围为10
‑
80mm；所述减反射层的厚度为0.01
‑
0.5mm。
[0011]优选地，所述凹状结构的截面包括位于底部的第一凹口，以及位于顶部的第二凹口，所述第一凹口的口径小于所述第二凹口的口径；和/或，所述凹状结构的截面呈锥型形状或V型形状。
[0012]优选地，所述凹状结构包括在内导热筒体内周面横向上或纵向上呈连续分布的凹槽，和/或呈间断分布的凹孔。
[0013]优选地，非凹状结构处的内导热筒体内周面呈平面状或锥面凸起状。
[0014]优选地，非凹状结构处的内导热筒体内周面设有若干金字塔结构，其中，所述金字
塔结构包括至少2个呈上下分布的锥面层，位于上方的锥面层面积小于下方的锥面层面积，且各锥面层之间通过沟槽连接。
[0015]优选地，所述冷却通道包括分别连接进液管和出液管的螺旋状冷却液管道，所述螺旋状冷却液管道采用不锈钢管或铜管或翅片铜管或加工冷却液通道。
[0016]优选地，一种晶体炉，包括晶体炉体、晶体坩埚以及冷却屏，所述冷却屏采用如上所述的冷却屏。
[0017]需要说明的是，本申请全文涉及的内导热筒体、外导热筒体通常采用具有良好导热性能的不锈钢材质制成，冷却通道通常采用注入高压水实现冷却效果，本申请不具体涉及对内导热筒体、外导热筒体材质以及冷却介质的创新，本领域技术人员可以结合公知常识选择来实施本申请，本申请对其不做任何限定。
[0018]还需要说明的是，本申请涉及的QPQ工艺为公知工艺，其中，QPQ为Quench Polish Quench的缩写形式，其工作过程主要包括：通过多种元素渗入金属表面形成复合渗层，本申请的技术方案不涉及为QPQ工艺本身的创新，因此不具体展开说明。
[0019]本申请人惊喜地发现，直接在内导热筒体的内周面设置凹状结构，然后在内导热筒体的内周面设置至少覆盖凹状结构表面的减反射层，在实际工作时，减反射层本身可以使得内导热筒体的内周面具有接收表面比热辐射率，而且当热辐射线进入凹状结构时，该凹状结构可以使得热辐射线在凹状结构内被进一步吸收，可有效避免热辐射线被反射返回生长单晶棒的方向，实质提高了凹状结构所接收的热辐射率，进而增加了内导热筒体的热辐射吸收量，最终提高了晶棒的生长效率。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例1中冷却屏的结构示意图(为了显示冷却通道，隐藏了部分外导热筒体结构)；
[0021]图2是图1的正面结构示意图；
[0022]图3是图1的局部结构放大图；
[0023]图4是本技术实施例1中位于内导热筒体内周面上的V型凹槽结构示意图；
[0024]图5是本技术实施例2中位于内导热筒体内周面上的V型凹槽结构示意图；
[0025]图6是本技术实施例3中位于内导热筒体内周面上的金字塔结构扫描电镜图片；
[0026]图7是本技术实施例4中位于内导热筒体内周面上的锥形凹孔实物照片。
具体实施方式
[0027]本技术实施例公开了一种提升晶体炉换热效率的冷却屏，包括安装为一体的内导热筒体、外导热筒体，内导热筒体与外导热筒体之间设有冷却通道，内导热筒体的内周面设有若干凹状结构，同时内导热筒体的内周面设有至少覆盖凹状结构表面的减反射层，通过减反射层提高凹状结构所接收的热辐射率，用于增加内导热筒体的热辐射吸收量。
[0028]为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术
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，都应当属于本技术保护的范围。
[0029]实施例1：请分别参见图1、图2和图3所示，一种提升晶体炉换热效率的冷却屏1，包括安装为一体的内导热筒体10、外导热筒体20，内导热筒体10与外导热筒体20之间设有冷却通道30，内导热筒体10的内周面设有若干凹状结构11，同时内导热筒体10的内周面设有减反射层12(覆盖凹状结构处以及非凹状结构处)，通过减反射层12提高凹状结构11所接收的热辐射率，用于增加内导热筒体10的热辐射吸收量。
[0030]优选地，在本实施方式中，内导热筒体10、外导热筒体20均采用公知的金属材质，通常为不锈钢材质，减反射层12采用通过在内导热筒体10的内周面进行QPQ工艺处理后得到的发黑复合渗层，其中，在本实施方式中，发黑复合渗层的厚度可以通过用金相法或显微硬度法测试得到。
[0031]优选地，为了进一步增加内导热筒体10的热辐射吸收量，在本实施方式中，凹状结构11的深度不低于内导热筒体10厚度的三分之一；更优选地，凹状结构11的深度大于内导热筒体10厚度的二分之一，且小于内导热筒体10厚度的六分之五。
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提升晶体炉换热效率的冷却屏，包括安装为一体的内导热筒体、外导热筒体，所述内导热筒体与外导热筒体之间设有冷却通道，其特征在于，所述内导热筒体的内周面设有若干凹状结构，同时所述内导热筒体的内周面设有至少覆盖凹状结构表面的减反射层，通过减反射层提高所述凹状结构所接收的热辐射率，用于增加所述内导热筒体的热辐射吸收量。2.根据权利要求1所述的冷却屏，其特征在于，所述内导热筒体采用金属材质，所述减反射层采用通过在所述内导热筒体的内周面进行QPQ工艺处理后得到的发黑复合渗层。3.根据权利要求1所述的冷却屏，其特征在于，所述凹状结构的深度不低于内导热筒体厚度的三分之一。4.根据权利要求1或3所述的冷却屏，其特征在于，所述内导热筒体的厚度范围为10
‑
80mm；所述减反射层的厚度为0.01
‑
0.5mm。5.根据权利要求1所述的冷却屏，其特征在于，所述凹状结构的截面包括位于底部的第一凹口，以及位于顶部的第二凹口，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张恒，李达，丁创贤，
申请(专利权)人：李达，
类型：新型
国别省市：
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