【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石英坩埚，特别是一种耐温复合石英坩埚及其制备方法。
技术介绍
1、石英坩埚是直单晶硅炉的关键部件和消耗品，需要承受高于硅熔点的高温。沿外表面至与硅熔体接触的内表面方向现有的石英坩埚包括两层结构：气泡复合层和气泡空乏层，气泡复合层中的气泡密度高，以提升石墨加热器的热量分布均匀程度和加热效率。气泡空乏层透明度高，气泡密度低，以减小气泡中杂质对硅成晶过程、单晶硅质量以及石英坩埚使用寿命的影响。
2、复投拉晶是指在拉制完第一段单晶硅的基础上，进行通过复投装置向石英坩埚中加入硅原料，拉制更多段的硅棒。复投拉晶免去停炉时间，降低单根单晶硅棒的能耗、设备以及时间成本，但是拉晶时间的延长对石英坩埚材质的耐温性能也提出了更高的要求；尤其是复投后进一步加热坩埚熔融硅原料时，较低耐温点的坩埚材质会导致坩埚的变形率增加，进而缩短石英坩埚的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是提供一种耐温复合石英坩埚来解决上述问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种耐温复合石英坩埚，为掺杂处理的石英砂经旋转塑模法电弧熔融制得，掺杂处理的原料石英砂包括按质量份的原料：天然石英砂50-70份、人工石英砂30-40份、半晶态石英10-20份、微晶态合成石英砂10-20份；掺杂元素包括高熔点金属化合物和非金属化合；以掺杂处理后的石英砂总质量为100％计，高熔点金属的掺杂量为20～40ppm，非金属化合的掺杂量为8～24ppm。
3、作
4、作为本专利技术进一步的方案，按重量百分比计，所述微晶态合成石英中含有占微晶态合成石英重量0.25％-0.3％的混合稀土。
5、作为本专利技术进一步的方案，所述混合稀土为钕钐铒混合稀土，所述钕钐铒混合稀土中，钕含量为10％-20％，钐含量为5％-15％，铒含量为5％-10％。
6、作为本专利技术进一步的方案，所述高熔点金属化合物中的金属为钨、钼、铬、锆中的至少两种。
7、作为本专利技术进一步的方案，所述非金属化合为碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅中的至少两种。
8、一种耐温复合石英坩埚的制备方法，具体步骤如下：
9、步骤一，取预定量的石英砂，石英砂与非金属化合球磨混合造粒，得附着石英砂粉体，将石英砂粉体置于含高熔点金属化合物水溶液中，水热反应得复合粉体；
10、步骤二，复合粉体升温煅烧处理，冷却得到煅烧粉体；
11、步骤三，煅烧粉体与剩余的石英砂混合，得掺杂处理的石英砂混料；
12、步骤四，以掺杂处理的石英砂混料为原料，采用旋转塑模法电弧熔制耐温石英坩埚。
13、作为本专利技术进一步的方案，所述步骤一中水热反应温度为150～170℃，反应时间60-80h。
14、作为本专利技术进一步的方案，所述步骤二中复合粉体升温煅烧温度为1800～2200℃。
15、由于本专利技术采用如上技术方案，本专利技术具有的优点和积极效果是：
16、该耐温石英坩埚的石英砂同时掺杂高熔点金属化合物和非金属化合，经旋转塑模法电弧熔融制得的石英坩埚除具有良好的抗析晶性能外，还能提高石英坩埚材质的耐温点，在加热熔融坩埚内的复投硅原料时降低坩埚的变形量，利于延长石英坩埚的使用寿命，满足复投拉晶的生产要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种耐温复合石英坩埚，其特征是：为掺杂处理的石英砂经旋转塑模法电弧熔融制得，掺杂处理的原料石英砂包括按质量份的原料：天然石英砂50-70份、人工石英砂30-40份、半晶态石英10-20份、微晶态合成石英砂10-20份；掺杂元素包括高熔点金属化合物和非金属化合；以掺杂处理后的石英砂总质量为100％计，高熔点金属的掺杂量为20～40ppm，非金属化合的掺杂量为8～24ppm。
2.根据权利要求1所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：所述天然石英砂含有4-7ppm杂质的高气泡天然石英、人工石英砂含有3-6ppm杂质的高气泡天然石英、半晶态石英含有1-2ppm杂质的少气泡石英、微晶态合成石英砂含有0.1-1ppm杂质的无气泡石英。
3.根据权利要求2所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：按重量百分比计，所述微晶态合成石英中含有占微晶态合成石英重量0.25％-0.3％的混合稀土。
4.根据权利要求3所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：所述混合稀土为钕钐铒混合稀土，所述钕钐铒混合稀土中，钕含量为10％-20％，钐含量为5％-15％，铒含量为5％-10
5.根据权利要求1所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：所述高熔点金属化合物中的金属为钨、钼、铬、锆中的至少两种。
6.根据权利要求1所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：所述非金属化合为碳化硼、碳化硅、氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅中的至少两种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐温复合石英坩埚的制备方法，其特征是：具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种耐温复合石英坩埚的制备方法，其特征是：所述步骤一中水热反应温度为150～170℃，反应时间60-80h。
9.根据权利要求7所述的一种耐温复合石英坩埚的制备方法，其特征是：所述步骤二中复合粉体升温煅烧温度为1800～2200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种耐温复合石英坩埚，其特征是：为掺杂处理的石英砂经旋转塑模法电弧熔融制得，掺杂处理的原料石英砂包括按质量份的原料：天然石英砂50-70份、人工石英砂30-40份、半晶态石英10-20份、微晶态合成石英砂10-20份；掺杂元素包括高熔点金属化合物和非金属化合；以掺杂处理后的石英砂总质量为100％计，高熔点金属的掺杂量为20～40ppm，非金属化合的掺杂量为8～24ppm。
2.根据权利要求1所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：所述天然石英砂含有4-7ppm杂质的高气泡天然石英、人工石英砂含有3-6ppm杂质的高气泡天然石英、半晶态石英含有1-2ppm杂质的少气泡石英、微晶态合成石英砂含有0.1-1ppm杂质的无气泡石英。
3.根据权利要求2所述的一种耐温复合石英坩埚，其特征是：按重量百分比计，所述微晶态合成石英中含有占微晶态合成石英重量0.25％-0.3％的混合稀土。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱旦，陈治华，俞海，王支虎，
申请(专利权)人：常州裕能石英科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。