一种直拉单晶硅的热场装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了直拉单晶硅制备装置领域的一种直拉单晶硅的热场装置，包括碳碳材料保温桶内层、新型耐高温隔热保温填充料和碳碳材料保温桶外层，碳碳材料保温桶内层与碳碳材料保温桶外层为一体式铸造的一个圆筒状保温桶，保温桶位于碳碳材料保温桶内层与碳碳材料保温桶外层之间开设有空腔夹层，新型耐高温隔热保温填充料设置于空腔夹层中。本装置，新型耐高温隔热保温填充料的导热系数是石墨碳毡的十分之一，取代或部分取代石墨碳毡可以达到降低直拉单晶硅功率、减少石墨碳毡消耗、提高晶体品质的目的。晶体品质的目的。晶体品质的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种直拉单晶硅的热场装置


[0001]本技术涉及直拉单晶硅制备装置领域，具体是一种直拉单晶硅的热场装置。

技术介绍

[0002]单晶炉内的稳场因存在温度梯度而产生热流，热量从炉腔流向并耗散于周围的环境中，单位时间内耗散于环境中的热量称为热损耗，热损耗分为传导，对流损耗以及辐射损耗，当炉腔内单位时间产生的热量等于热损耗从而使炉温保持不变，称之为稳态热场，增强保温性能一方面可以减少热传导，降低炉腔内径向温度，增强热稳定性以及降低能量损耗，节约能源，另一方面提高晶体生长稳定性，降低氧含量提高晶体品质，并促进生产效率。现有的技术中，目前行业内增强保温性能使用的是增加石墨碳毡的包裹层数，但清炉时包裹在内层的石墨碳毡因未完全冷却暴露在空气会氧化，从而导致影响了保温桶的保温性能，进而对石墨碳毡的使用寿命造成影响，降低了生产效率。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种直拉单晶硅的热场装置，以解决上述提出现有的技术中，目前行业内增强保温性能使用的是增加石墨碳毡的包裹层数，但清炉时包裹在内层的石墨碳毡因未完全冷却暴露在空气会氧化，从而导致影响了保温桶的保温性能，进而对石墨碳毡的使用寿命造成影响，降低了生产效率的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种直拉单晶硅的热场装置，包括碳碳材料保温桶内层、新型耐高温隔热保温填充料和碳碳材料保温桶外层，所述碳碳材料保温桶内层与碳碳材料保温桶外层为一体式铸造的一个圆筒状保温桶，所述保温桶位于碳碳材料保温桶内层与碳碳材料保温桶外层之间开设有空腔夹层，所述新型耐高温隔热保温填充料设置于空腔夹层中，所述新型耐高温隔热保温填充料是以特制的硅酸盐无机溶液作为涂料成膜物，填料选用纳米空心陶瓷微珠，硅酸铝纤维和热反射节能材料作为固体材料。
[0006]作为本技术进一步的方案：所述保温桶顶部相互远离的两端与空腔夹层相匹配的位置均开设有注入端口，通过注入端口的设置，往双层保温桶的空腔夹层内注入填充新型耐高温隔热保温填充料，待填充料完全固化。
[0007]作为本技术再进一步的方案：所述保温桶的内部贯穿开设有内腔。
[0008]作为本技术再进一步的方案：所述保温桶还包括普通石墨碳毡一、普通石墨碳毡二、普通石墨碳毡三、普通石墨碳毡四、普通石墨碳毡五、普通石墨碳毡六、普通石墨碳毡七、普通石墨碳毡八、普通石墨碳毡九、普通石墨碳毡十，所述普通石墨碳毡一、普通石墨碳毡二、普通石墨碳毡三、普通石墨碳毡四、普通石墨碳毡五、普通石墨碳毡六、普通石墨碳毡七、普通石墨碳毡八、普通石墨碳毡九、普通石墨碳毡十依次设置于碳碳材料保温桶外层的外壁。
[0009]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0010]本技术中，通过将碳碳材料保温桶由单层结构改为双层结构，在双层保温桶夹层内填充新型耐高温隔热保温填充料，新型耐高温隔热保温填充料以特制的硅酸盐无机溶液作为填充料成膜物，填料选用纳米空心陶瓷微珠，硅酸铝纤维和热反射节能材料作为固体材料，由于纳米空心陶瓷微珠腔体内以及陶瓷微珠和陶瓷微珠之间空气层在受热后不再产生热对流，加上纯无机材料作为填充层的支撑，热反射节能材料作为辅助，使新型耐高温隔热保温填充料填充层就形成了以静态空气和无机材料组成的绝热屏蔽层，填充料填充层的导热系数接近真空导热系数，导热系数低且隔热保温效果好，利用新型耐高温隔热保温填充料来取代或部分取代传统的保温材料石墨碳毡有助于减少石墨碳毡使用量，一方面可以降低单晶制取过程中功耗，从而降低成本，另一方面有助于降低直拉单晶硅中的氧含量。本装置，新型耐高温隔热保温填充料的导热系数是石墨碳毡的十分之一，取代或部分取代石墨碳毡可以达到降低直拉单晶硅功率、减少石墨碳毡消耗、提高晶体品质的目的。
附图说明
[0011]图1为本技术的剖视结构示意图；
[0012]图2为本技术中保温桶的正视结构示意图；
[0013]图3为本技术中保温桶的剖视结构示意图。
[0014]图中：1、碳碳材料保温桶内层；101、内腔；102、注入端口；103、空腔夹层；2、新型耐高温隔热保温填充料；3、碳碳材料保温桶外层；4、普通石墨碳毡一；5、普通石墨碳毡二；6、普通石墨碳毡三；7、普通石墨碳毡四；8、普通石墨碳毡五；9、普通石墨碳毡六；10、普通石墨碳毡七；11、普通石墨碳毡八；12、普通石墨碳毡九；13、普通石墨碳毡十。
具体实施方式
[0015]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，都属于本技术保护的范围。
[0016]请参阅图1～3，本技术实施例中，一种直拉单晶硅的热场装置，使用新型耐高温隔热保温填充料成分中α相空心陶瓷微珠含量达到了80％以上，在表一中示出了α相空心陶瓷微珠的化学成分。
[0017]表一为α相空心陶瓷微珠的化学成分
[0018]化学成分SiO2Al2O3Fe2O3TiO2含量(％)55
‑
6035
‑
400.4
‑
0.61.4
‑
1.6
[0019]空心陶瓷微珠是一类直径在10
‑
300μm的中空球体，与传统材料相比，空心微珠具有重量轻、密度低、吸油率低、保温隔热、抗压强度高等特点。
[0020]步骤一：将碳碳材料保温桶由单层结构改为双层结构。
[0021]步骤二：通过注入的方法，往双层保温桶夹层内填充新型耐高温隔热保温填充料，待填充料完全固化。
[0022]步骤三：加强保温盖板和炉壁之间的密封，根据保温效果，逐步减少外裹石墨碳毡的层数，降低石墨碳毡的使用量。
[0023]根据所述热场的设计，逐步降低外裹石墨碳毡的层数，然后开始装炉、化料、引晶、放肩、等径以及收尾等流程，最终确定合适的拉晶功率，结果发现未改变热场设计之前，石墨碳毡为16层，等径状态下的加热器功率为48.6kw，而改变热场后，石墨碳毡降低为10层，等径状态下的加热器功率为47.3kw，且单晶硅棒横截面相对于未改变热场前变得更加平坦。
[0024]本技术的工作原理是：由以上实施例可知，本装置包括以下步骤：将碳碳材料保温桶由单层结构改为双层结构，并通过注入的方法，往双层保温桶的空腔夹层103内填充新型耐高温隔热保温填充料2，待填充料完全固化后，加强保温盖板和炉壁之间的密封，根据保温效果，逐步减少外裹的石墨碳毡的层数，降低石墨碳毡的使用量，进一步说明新型热场较之前热场，一方面有效的降低了石墨碳毡的使用量，并且有效的降低了生产功率，极大的减少了生产成本，另一方面，新型热场使得单晶硅棒横截面相对平坦，说明晶体的生长界面温度相对更加稳定，横向温度梯度减小，生长状态稳定，提高了单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直拉单晶硅的热场装置，包括碳碳材料保温桶内层（1）、新型耐高温隔热保温填充料（2）和碳碳材料保温桶外层（3），其特征在于：所述碳碳材料保温桶内层（1）与碳碳材料保温桶外层（3）为一体式铸造的一个圆筒状保温桶，所述保温桶位于碳碳材料保温桶内层（1）与碳碳材料保温桶外层（3）之间开设有空腔夹层（103），所述新型耐高温隔热保温填充料（2）设置于空腔夹层（103）中。2.根据权利要求1所述的一种直拉单晶硅的热场装置，其特征在于：所述保温桶顶部相互远离的两端与空腔夹层（103）相匹配的位置均开设有注入端口（102）。3.根据权利要求1所述的一种直拉单晶硅的热场装置，其特征在于：所述保温桶的内部贯穿开设...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅志斌，佟兴雪，傅欣，简晖，徐康，
申请(专利权)人：安徽阜兴新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：