碳/碳复合材料坩埚及其制备方法、晶体生长炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114411255A(43)申请公布日2022.04.29(21)申请号202111661375.9C04B35/524(2006.01)(22)申请日2021.12.30C04B35/532(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代理人周孝湖(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、晶体生长炉(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、晶体生长炉，其中坩埚包括坩埚体；坩埚体具有用于置物的腔体，坩埚体的侧壁包括表层和里层，表层包裹于所述里层的外部，表层和所述里层的材质均为碳/碳复合材料；坩埚体的侧壁厚度沿坩埚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；里层的密度小于表层的密度，且里层的厚度沿坩埚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，而表层的厚度保持不变。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，可简化加热装置的结构，且可以兼容感应加热长晶炉和电阻加热长晶炉。CN114411255ACN114411255A权利要求书1/2页1.一种碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，包括坩埚体；所述坩埚体具有用于置物的腔体，所述坩埚体的侧壁包括表层和里层，所述表层包裹于所述里层的外部，所述表层和所述里层的材质均为碳/碳复合材料；所述坩埚体的侧壁厚度沿所述坩埚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；所述里层的密度小于所述表层的密度，且所述里层的厚度沿所述坩埚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；所述表层的厚度沿所述坩埚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保持不变。2.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，沿所述坩埚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，所述坩埚体的外径尺寸相同；沿所述坩埚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，所述坩埚体的内径尺寸逐渐减小。3.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述坩埚体包括坩埚体底段和坩埚体顶段，所述坩埚体底段的底部封闭上端敞口，所述坩埚体顶段的两端敞口，所述坩埚体底段与所述坩埚体顶段可拆卸地连接，所述坩埚体底段的敞口与所述坩埚体顶段的敞口能够连通以形成所述腔体。4.根据权利要求3所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述坩埚体顶段的纵断面呈直角梯形，所述直角梯形的斜边位于所述坩埚体顶段的内侧，所述坩埚体顶段的内腔呈圆台形，所述坩埚体底段的内腔呈圆柱形；所述坩埚体顶段的侧壁包括所述表层和所述里层，所述里层的厚度沿所述坩埚体顶段的轴向自所述坩埚体顶段的底部至顶部的方向上逐渐增大；和/或，所述坩埚体底段的侧壁的厚度沿所述坩埚体顶段的轴向自所述坩埚体顶段的底部至顶部的方向上保持不变，且所述坩埚体底段的侧壁的厚度小于或等于所述坩埚体顶段的侧壁的厚度。5.根据权利要求1至4任一项所述的碳/碳复合材料坩埚，其特征在于，所述表层的密度为1.2g/m3～1.7g/m3，所述里层的密度为0.4g/m3～0.9g/m3。6.根据权利要求1至4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。7.权利要求1至6任一项所述的碳/碳复合材料坩埚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：用碳纤维毡制作所述坩埚体的预制体，使所述坩埚体的预制体的侧壁厚度沿所述坩埚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；对所述坩埚体的预制体进行增密处理，得到坯体；对所述坩埚体的预制体进行增密处理时控制增密的程度，以在所述坩埚体的侧壁形成所述表层和所述里层；及将所述坯体在真空条件下进行加热纯化处理。8.一种晶体生长炉，其特征在于，包括：炉体；2CN114411255A权利要求书2/2页托盘，设于所述炉体内，所述托盘上设有多个可转动的置放盘；权利要求1至6任一项所述的碳/碳复合材料坩埚，所述碳/碳复合材料坩埚的数量为多个，多个所述碳/碳复合材料坩埚分别设置在多个所述置放盘上；及第一加热装置，设于所述炉体内，所述第一加热装置围绕所述托盘及所述碳/碳复合材料坩埚设置。9.一种晶体生长炉，其特征在于