一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115286414A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210989236.7(22)申请日2022.08.17(71)申请人陕西美兰德炭素有限责任公司地址710699陕西省西安市临潼区开发区现代工业园现代三路(72)发明人侯光远樊乾国杨浩李晓天王小安李志保孙勇(74)专利代理机构北京维正专利代理有限公司11508专利代理师尚晓芹(51)Int.Cl.C04B35/83(2006.01)C04B35/52(2006.01)C04B35/622(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法(57)摘要本申请涉及单晶硅拉制炉领域，具体公开了一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法。包括如下步骤：S1：按照底加热器形状制备模具，在所述模具上设置若干通孔；S2：将炭棒插入通孔内使得炭棒伸入模具形成的成型腔内；S3：在模具内铺设炭布层；S4：在S3中铺设的炭布层上铺设长炭纤维层；S5：重复步骤S3和S4将炭布层与长炭纤维层交替铺设多层；将铺设的炭布层与长炭纤维层进行压实处理；S6：对模具进行加热使得炭布层与长炭纤维层进行固化得到胚体；S7：将胚体通过浸渍液进行浸渍后炭化处理；S8：重复步骤S7，直至胚体的密度≥1.5g/cm3，最后将胚体在1800‑2300℃下进行石墨化处理得到底加热器。其具有与现有的加热器结构和设备电源系统配合性好。CN115286414ACN115286414A权利要求书1/1页1.一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于，制备包括如下步骤：S1：按照底加热器形状制备模具，在所述模具上设置若干通孔；S2：将炭棒插入通孔内使得炭棒伸入模具形成的成型腔内；S3：在模具内铺设炭布层，使炭棒穿过所述炭布层；S4：在S3中铺设的炭布层上铺设长炭纤维层，使得长炭纤维层的炭纤维长丝沿底加热器的导电路径铺设；S5：重复步骤S3和S4将炭布层与长炭纤维层交替铺设多层，所述炭棒贯穿多层所述炭布层以及长炭纤维层；将铺设的炭布层与长炭纤维层进行压实处理；S6：对模具进行加热使得炭布层与长炭纤维层进行固化，而后将伸出炭布层以及长炭纤维层的炭棒切除后得到胚体；S7：将胚体通过浸渍液进行浸渍后炭化处理；S8：重复步骤S7，直至胚体的密度≥1.5g/cm3，最后将胚体在1800‑2300℃下进行石墨化处理得到底加热器。2.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：在铺设长炭纤维层时，对长炭纤维层通过酚醛树脂进行预浸渍处理。3.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：所述炭棒的直径为0.5‑5mm。4.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：在对所述炭布层以及长炭纤维层进行铺设时，在炭布层与长炭纤维层之间均匀添加碳化硅粉。5.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：S8中将所述胚体经石墨化处理后得到的底加热器表面进行热解炭涂层处理。6.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：所述炭布为3k、6k或12k平纹炭布中的一种。7.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：所述长炭纤维层的炭纤维为3k、6k或12k炭纤维中的一种。8.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：S5中，每铺设一层炭布层以及一层炭纤维层后进行压实处理。9.根据权利要求1所述的一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法，其特征在于：S5中，将多层炭布层以及炭纤维层全部铺设完成后，对多层炭布层以及炭纤维层整体进行压实处理。2CN115286414A说明书1/8页一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法技术领域[0001]本申请涉及单晶硅拉制炉领域，更具体地说，它涉及一种单晶硅拉制炉用炭炭底加热器的制备方法。背景技术[0002]底加热器是单晶硅拉制炉的重要热场部件，与主加热器配合使用，通过功率升降调节温度，使坩埚内的硅料熔化。炭炭复合材料是由炭纤维或各种炭织物增强炭基体所形成的复合材料，具有密度低，比强度高，耐磨损，耐高温、热膨胀系数小等优良性能，是石墨制品理想替代品。[0003]目前底加热器全部用石墨材料制造，但是由于石墨强度低、抗热震性差、使用寿命短，需要频繁更换。采用传统的针刺预制体制备的炭炭复合材料来制备单晶硅拉制炉的底加热器，将炭炭复合材料应用于单晶硅拉制炉热场零件，能够改善底加热器的使用寿命。[0004]针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：采用针