一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法.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CN112626608A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202011388212.3C23C16/56(2006.01)(22)申请日2020.12.01C04B41/87(2006.01)(71)申请人西安超码科技有限公司地址710065陕西省西安市高新区锦业一路56号研祥城市广场B座23层楼2322室(72)发明人张灵玉程皓韩李煜苏超张亚超周元龙马亨汪志虎邢如鹏(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213代理人马小燕(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)C23C16/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒，包括N片炭/炭弧瓣，N片炭/炭弧瓣相邻之间通过榫卯连接结构且沿着圆周方向环绕炭/炭拼接保温筒的轴心线连接，相邻之间的炭/炭弧瓣榫卯连接部位上均设置有M个炭/炭销钉，N片炭/炭弧瓣的一侧均设置有榫头，另一侧均设置有榫槽；本发明还公开了一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒的制造方法，将炭/炭弧瓣的榫头装入相邻炭/炭弧瓣的榫槽中后安装销钉，经制备涂层和纯化得到炭/炭拼接保温筒。本发明采用榫卯连接结构在拼接接缝处形成阻隔，避免了热量和侵蚀气体对拼接裂缝及保温筒外层装置和部件的侵蚀作用，适用于单晶硅直拉炉；本发明的制造方法简单，有利于实现大批量生产。CN112626608ACN112626608A权利要求书1/1页1.一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒，其特征在于，包括N片炭/炭弧瓣，所述N片炭/炭弧瓣相邻之间通过榫卯连接结构且沿着圆周方向环绕炭/炭拼接保温筒的轴心线连接，其中，N为不小于2的正整数，相邻之间的炭/炭弧瓣榫卯连接部位上均设置有M个炭/炭销钉，所述N片炭/炭弧瓣的一侧均设置有榫头，另一侧均设置有榫槽。2.根据权利要求1所述的一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒，其特征在于，所述M为2～100。3.一种制造如权利要求1或权利要求2所述的单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、制备炭/炭弧瓣；步骤二、制备炭/炭销钉；步骤三、将步骤一制备的炭/炭弧瓣的榫头装入相邻炭/炭弧瓣的榫槽中，使得相邻之间的炭/炭弧瓣沿圆周方向环绕炭/炭拼接保温筒的轴心线之间通过榫卯接头连接，然后在每个相邻之间的炭/炭弧瓣榫卯连接部位上均安装步骤二中制备的炭/炭销钉进行固定，得到炭/炭拼接保温筒坯体；步骤四、在步骤三中得到的炭/炭拼接保温筒坯体的内、外表面上制备涂层，然后进行纯化处理，得到炭/炭拼接保温筒。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述炭/炭弧瓣由炭/炭复合材料方料经机加工获得，或者炭/炭复合材料弧瓣坯料经机加工获得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述炭/炭复合材料弧瓣坯料由弧瓣状炭纤维预制体经增密工艺制备得到，且炭/炭复合材料弧瓣坯料的密度不小于1.0g/cm3；所述增密工艺为化学气相渗透或/和液相浸渍致密。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述弧瓣状炭纤维预制体的制备方法为纤维缠绕、布袋卷绕、炭布/网胎铺层针刺和3D编织中的一种或两种以上，且弧瓣状炭纤维预制体的密度不小于0.35g/cm3。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤二中所述炭/炭销钉由炭/炭复合材料方料经机加工获得，且炭/炭复合材料方料的密度不小于1.40g/cm3。8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤四中所述涂层的制备方法为化学气相沉积、等离子喷涂或反应烧结。9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤四中所述纯化处理的方法为高温纯化或卤素纯化。2CN112626608A说明书1/5页一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法技术领域[0001]本发明属于硅单晶生产设备技术领域，具体涉及一种单晶硅直拉炉用炭/炭拼接保温筒及其制造方法。背景技术[0002]单晶硅直拉炉单晶硅拉制炉是直拉法(Czochralski法)生产单晶硅的装置，其工作原理是将多晶硅料置于单晶硅直拉炉热场内，在惰性气体保护下加热至1400℃～1700℃使多晶硅料熔融，籽晶在牵引下晶粒长大形成单晶硅棒。[0003]保温筒是单晶硅直拉炉中的核心热场部件之一，在硅单晶的制备过程中，保温筒主要起到支撑整个热场的作用，仅承担高度方向的压力，其环向不受力。目前单晶硅直拉炉所用保温筒通常使用的是高纯石墨或者炭/炭复合材料，要求高纯度、高强度、高密度，在高温下不挥发游离的离子。[0004]在光伏发电平价上网的大背景下，为了进一步降低硅片制造成本，