碳/碳复合材料坩埚及其制备方法、晶体生长设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114481323A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202111668210.4C04B35/52(2006.01)(22)申请日2021.12.30C04B35/622(2006.01)(71)申请人湖南金博碳基材料研究院有限公司地址410000湖南省长沙市长沙高新开发区岳麓西大道1698号麓谷科技创新创业园C栋1086房(72)发明人廖寄乔李丙菊李姚平彭浩波李军(74)专利代理机构华进联合专利商标代理有限公司44224专利代理师周孝湖(51)Int.Cl.C30B29/36(2006.01)C30B23/00(2006.01)C04B35/83(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图3页(54)发明名称碳/碳复合材料坩埚及其制备方法、晶体生长设备(57)摘要本发明提供了一种碳/碳复合材料坩埚及其制备方法、晶体生长设备，其中碳/碳复合材料坩埚包含坩埚体；坩埚体包括本体及夹层，本体具有用于置物的腔体，夹层设于本体的侧壁内，本体与夹层的材质均为碳/碳复合材料；夹层的密度小于本体的侧壁的密度，夹层的厚度沿本体的轴向自腔体的底部至腔体的敞口处的方向上逐渐增大；或者，夹层的密度大于本体的侧壁的密度，夹层的厚度沿本体的轴向自腔体的底部至腔体的敞口处的方向上逐渐减小。该碳/碳复合材料坩埚自身具有轴向温度梯度设计，无需通过加热装置的结构设计来产生轴向温度梯度，可以简化加热装置的结构，并且可以兼容感应加热长晶炉和电阻加热长晶炉。CN114481323ACN114481323A权利要求书1/2页1.一种碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，包含坩埚体；所述坩埚体包括本体及夹层，所述本体具有用于置物的腔体，所述夹层设于所述本体的侧壁内，所述本体与所述夹层的材质均为碳/碳复合材料；所述夹层的密度小于所述本体的侧壁的密度，所述夹层的厚度沿所述本体的轴向自所述腔体的底部至所述腔体的敞口处的方向上逐渐增大；或者，所述夹层的密度大于所述本体的侧壁的密度，所述夹层的厚度沿所述本体的轴向自所述腔体的底部至所述腔体的敞口处的方向上逐渐减小。2.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述腔体为圆柱形，所述夹层环绕所述腔体呈环形设置；和/或，所述夹层沿所述轴向的纵截面呈等腰三角形。3.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，当所述夹层的密度小于所述本体的侧壁的密度时，所述夹层的密度为0.4g/m3～0.9g/m3，所述本体的侧壁的密度为1.2g/m3～1.7g/m3；当所述夹层的密度大于所述本体的侧壁的密度时，所述夹层的密度为1.2g/m3～1.7g/m3，所述本体的侧壁的密度为0.4g/m3～0.9g/m3。4.根据权利要求1至3任一项所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述本体包括：本体底段和本体顶段，所述本体底段的一端开口，所述本体顶段的两端开口，所述本体底段与所述本体顶段可拆卸地连接，所述本体底段的开口端和所述本体顶段的开口能够连通形成所述腔体；所述夹层设于所述本体底段和/或所述本体顶段的侧壁内。5.根据权利要求4所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述夹层包括：第一子夹层，设于所述本体底段的侧壁内，所述第一子夹层的密度小于所述本体底段的侧壁的密度，所述第一子夹层的厚度沿所述本体底段的轴向自所述本体底段底部至所述本体底段顶部的方向上逐渐增大；及第二子夹层，设于所述本体顶段的侧壁内，所述第二子夹层的密度小于所述本体顶段的侧壁的密度，所述第二子夹层的厚度沿所述本体顶段的轴向自所述本体顶段底部至所述本体顶段顶部的方向上逐渐增大。6.根据权利要求4所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述夹层包括：第一子夹层，设于所述本体底段的侧壁内，所述第一子夹层的密度大于所述本体底段的侧壁的密度，所述第一子夹层的厚度沿所述本体底段的轴向自所述本体底段底部至所述本体底段顶部的方向上逐渐减小；及第二子夹层，设于所述本体顶段的侧壁内，所述第二子夹层的密度大于所述本体顶段的侧壁的密度，所述第二子夹层的厚度沿所述本体顶段的轴向自所述本体顶段底部至所述本体顶段顶部的方向上逐渐减小。7.根据权利要求1至3任一项所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述碳/碳复合材料坩埚还包括：坩埚盖，所述坩埚盖的材质为碳/碳复合材料，所述坩埚盖可开合地设于所述坩埚体的腔体敞口处。8.权利要求1至7任一项所述的碳/碳复合材料坩埚的制备方法，其特征在于，包括如下2CN114481323A权利要求书2/2页步骤：以碳纤维网胎作为所述夹层，以炭纤维毡作为所述本体，将所述本体设于所述夹层的两侧并卷曲缠绕后针刺复合，形成所述坩埚体的预制体；将所述坩埚体的预制体进行增密处理，得到所述坩埚体的坯体；及将所述坩埚