本发明专利技术涉及一种压力注浆法制备石英陶瓷坩埚的生产工艺，属于多晶硅行业用高级耐火材料技术领域，其生产工艺通过将具有颗粒级配的熔融石英料球磨成浆料后，利用微孔树脂模具代替传统石膏模，压力注浆过程包括合模、注浆成型和脱模取坯步骤，初始压力为0.1-0.2MPa，让石英泥浆填满模腔后将压力提高到0.3-1.5MPa，保压五分钟左右，使石英浆料中的水份经微孔树脂模具被过滤出去，形成方型坩埚坯体；坯体脱模时，利用压缩空气通过微孔模具背层向坯体表面施压，压力为0.2-0.3MPa。采用本发明专利技术制备得的石英坩埚生坯强度高，无残留大气孔，脱模容易，产品具有优异的抗热震、耐高温性能，能够满足多晶硅生产的工艺要求，且素坯干燥速度快，生产占地面积小，制作周期短，成本低廉，适于规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种压力注浆法制备石英陶瓷坩埚的生产工艺，属于多晶硅行业用高级耐火材料
，具体为用于多晶硅铸锭用石英陶瓷坩埚的压力注浆生产工艺。
技术介绍
目前，在陶瓷的生产中广泛使用石膏模具，这是因为石膏模具有较好的吸水及脱模性能，能够赋予所需的造型，其缺点是强度低、耐磨性差且微溶于水。此外，石膏模具的使用次数较少，一般卫生洁具模具的平均使用次数仅为60-70次。这样，既消耗大量石膏，又易造成产品缺陷，例如，石膏屑混入制品中产生熔洞，模具表面磨损使烧成制品表面粗糙并降低产品纯度等。现在市场上石英陶瓷坩埚的制造工艺主要有两种普通注浆法和注凝法。 CN200810124615.X公开了一种注浆法制备陶瓷坩埚的工艺方法采用石膏模具，将高纯石英原料按一定颗粒配比入磨制浆，经陈腐均化后注入石膏模具中，脱模后干燥烧成。这种制备方法优点是产品透光性好，易于质量检测；缺点是成型时间较长，产品内芯不易脱模，且脱模后极易在四角产生内裂纹，而且气泡不易排出，另外这种普通注浆容易产生大气孔，还有就是采用普通石膏模具耐腐蚀性差，容易污染高纯石英坩埚产品；CN200910087303. 0公开了一种采用凝胶注模法制作石英陶瓷坩埚的技术。该技术的特点是在加入有机单体、交联剂、引发剂条件下进行高温原位注凝成型，通过控制石英粉体的粒度级配，获得组织结构均勻，孔隙率可控，具有优良抗热震和耐高温性能的石英陶瓷坩埚。但是该方法存在一定的缺陷。首先，通过凝胶注模方法得到的陶瓷素坯，具有类似橡胶的弹性，由于素坯的尺寸较大，所以在其彻底干燥之前的自重变形很难控制；其次，石英陶瓷浆料在抽真空除气的过程中，由于空气迅速排出，易导致浆料凝胶化提前进行，所以固化时间较难控制；另外采用凝胶注模方法制作石英陶瓷坩埚，干燥周期很长，还有就是坯体密度小于注浆成型法。综上所述，两种成型工艺均有不足之处，普通浇注法，成形脱模困难，素坯强度低，成型成品率不高；凝胶注法干燥周期长，水份难以排出，干燥等工艺综合成本高，因此寻求制作石英陶瓷坩埚新技术，依然是太阳能多晶硅铸锭领域的重要研究方向。
技术实现思路
本专利技术的目的针对现有技术存在的缺陷，提供一种压力注浆法制备石英陶瓷坩埚的生产工艺，其采用微孔高强树脂模具代替普通石膏模具，应用高压注浆法制备多晶硅铸锭用石英陶瓷坩埚。本专利技术的目的是这样来实现的；利用微孔树脂模具代替传统石膏模，压力注浆过程包括制备浇注浆料、合模、注浆成型和启模、脱模取坯步骤，(1)、制备浇注浆料 将石英粉加水磨细制浆，然后加入一定颗粒级配的石英干粉，石英干粉的质量百分比为 (40-80) (60-20)，混合后搅拌形成浇注浆料；( 、将树脂模具固定在高压注浆机架下， 合模后开始注浆，向石英浆料加压，初始压力为0. 1-0. 2MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到0. 3-1. 5MPa，保压4_6分钟，使泥浆中的水份经模具微孔树脂层被过滤出去，形成方型坩埚坯体；坯体脱模时，利用压缩空气通过脱模气管及透气模具背层向坯体表面施压，压力为0. 2-0. 3MPa，使坯体在压力作用下脱离模腔，然后取出坯体，完成坏体与模具脱离；所述的微孔树脂材料平均孔径为2-5微米，所用的树脂模具包括模芯和围板组成注浆管、 排水管、脱模气管均设在金属模框和微孔树脂层中，微孔树脂层做为石英坩埚成型面，在完成每次成型循环后，采用0. 2Mpa的去离子压力水进行反吹，以清除残余的石英浆料。本专利技术与已有技术相比具有以下优点(1)、与传统的无压注浆成型方法相比由于使用了特制的微孔树脂模具，可以承受更高注浆压力，因而加快了注浆成型速度，提高了工作效率。普通注浆法生产石英陶瓷坩埚成型周期在M小时左右，而采用本专利技术的方法只需25分钟左右即可脱模取坯；且模具可重复利用，可以每天M小时连续注浆。O)、采用传统的使用石膏模具的注浆方法，模具吸水后烘干需耗用大量热量，而本注浆方法不需烘干模具，故也可节约能源。且浇注的坯体化学成分均勻，坯体密度高，成型成品率高，成型周期短，产品具有优异的抗热震、耐高温性能以及化学稳定性，能够满足多晶硅铸锭用石英陶瓷坩埚生产的工艺要求。本专利技术的最佳实施例。实施例1 (a)、制备浇注浆料将熔融石英加去离子水、电解质、表面活性剂磨细制浆，制得石英坩埚原浆，然后加入固定配比的石英干粉，其中原浆石英干粉的质量分数比为 40 60，混合后搅拌抽真空形成浇注浆料。(b)、压力成型坯体将制备好的浇注浆料采用泥浆泵注入微孔树脂模具的腔体内，初始压力为0. 15MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到1. OMPa，使泥浆中的水份经模具微孔树脂层被过滤出去，形成方型坩埚坯体。坯体脱模时，利用压缩空气通过脱模气管及透气模具背层向坯体表面施压，压力为0. 3MPa，使坯体在压力作用下脱离模腔，然后取出坯体。将脱模坯体放入烘干炉，180°C下烘干4小时；然后在1100°C烧成20小时，制得在石英坩埚能满足多晶硅铸锭的要求。实施例2:(a)、制备浇注浆料将熔融石英加去离子水、电解质、表面活性剂磨细制浆，制得石英坩埚原浆，然后加入固定配比的石英干粉，其中原浆石英干粉的质量分数比为 50 50，混合后搅拌抽真空形成浇注浆料。(b)、压力成型坯体将制备好的浇注浆料采用隔膜泵注入微孔树脂模具的腔体内，初始压力为0. 15MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到0. 8Mpa，保压时间为 420s士30s，送浆压力为0. 80士0. 05MPa,排浆压力0. 25士0. IOMpa,坯体脱模时，利用压缩空气通过脱模气管及透气模具背层向模芯坯体表面施压，脱模压力0. 25MPa，将脱模坯体放入烘干炉180°C下烘干4小时；然后在1120°C烧成22小时，制得在石英坩埚能满足多晶硅铸锭的要求。权利要求1.一种压力注浆生产石英陶瓷坩埚的生产工艺，其特征在于利用微孔树脂模具代替传统石膏模，压力注浆过程包括制备浇注浆料、合模、注浆成型和启模、脱模取坯步骤， (1)、制备浇注浆料将石英粉加去离子水磨细制浆，然后加入一定颗粒级配的石英干粉，石英干粉的质量百分比为00-80) (60-20)，混合后搅拌形成浇注浆料；( 、将树脂模具固定在高压注浆机架下，合模后开始注浆，向石英浆料加压，初始压力为0. 1-0. 2MPa，让泥浆充分填满模腔后将压力提高到0. 3-1. 5MPa,保压4_6分钟，使泥浆中的水份经模具微孔树脂层被过滤出去，形成方型坩埚坯体；坯体脱模时，利用压缩空气通过脱模气管及透气模具背层向坯体表面施压，压力为0. 2-0. 3MPa，使坯体在压力作用下脱离模腔，然后取出坯体， 完成坯体与模具脱离。2.根据权利要求1所述的一种压力注浆生产石英陶瓷坩埚的生产工艺，其特征在于 所述的微孔树脂材料平均孔径为2-5微米，所用的树脂模具包括模芯和围板组成，注浆管、排水管、脱模气管均设在金属模框和微孔树脂层中，微孔树脂层做为石英坩埚成型面， 在完成每次成型循环后，采用0. 2Mpa的去离子压力水进行反吹，以清除残余的石英浆料。全文摘要本专利技术涉及一种压力注浆法制备石英陶瓷坩埚的生产工艺，属于多晶硅行业用高级耐火材料
，其生产工艺通过将具有颗粒级配的熔融石英料球磨成浆料后，利用微孔树脂模具代替传统本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：阎蛇民，成智文，
申请(专利权)人：咸阳陶瓷研究设计院，
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。