一种石英陶瓷坩埚的制造方法.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CN107032771A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710162036.3(22)申请日2017.03.17(71)申请人邹亚静地址400020重庆市江北区野水沟125号附20号(72)发明人邹亚静(74)专利代理机构北京冠和权律师事务所11399代理人朱健陈国军(51)Int.Cl.C04B35/14(2006.01)C04B35/636(2006.01)B33Y40/00(2015.01)C30B28/06(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称一种石英陶瓷坩埚的制造方法(57)摘要本发明公开了一种石英陶瓷坩埚的制造方法，包括原料的选取，分别选用纯度为：99.9％普通纯度、99.995％高纯度和99.9999％超高纯度的熔融石英砂作为主要原料，每种纯度的熔融石英砂分别按照不同粒度进行配置；浆料制备，将配好的熔融石英砂均匀混合后加入超纯水和粘结剂，然后在球磨机或搅拌机中充分混合制成料浆；生坯成型，将浆料注入成型喷涂设备，通过调节喷涂压力和喷枪移动速度调节每次喷涂的厚度，通过机械臂在模具内壁上进行循环喷涂，直至达到设定的壁厚，喷涂结束后将坩埚生坯从模具中取出；生坯干燥后烧结，将坩埚生坯放入烧结窑炉中在1100～1200℃下保温2～8小时。该制造方法具有工艺简单、低成本、石英陶瓷坩埚内表面光滑等特点。CN107032771ACN107032771A权利要求书1/2页1.一种石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下工艺步骤：S1：原料的选取，分别选用纯度为：99.9％普通纯度的熔融石英砂、99.995％高纯度的熔融石英砂和99.9999％超高纯度熔融石英砂中的一种、或两种、或三种作为主要原料，每种纯度的熔融石英砂分别按照不同粒度进行配置，其中每种粒度的熔融石英砂所占的质量百分比分别为：2～0.5mm粒度的熔融石英砂所占的质量百分比为5％～35％；0.5～0.1mm粒度的熔融石英砂所占的质量百分比为15％～40％；0.1～0.09mm粒度的熔融石英砂所占的质量百分比为10％～35％；小于0.09mm粒度的熔融石英砂所占的质量百分比为10％～35％；S2：浆料制备，将步骤S1中配比的熔融石英砂均匀混合后加入10～30wt％的超纯水和0.2～10wt％的粘结剂，然后在球磨机或搅拌机中充分混合制成料浆；S3：生坯成型，将S2步骤中制得的浆料注入成型喷涂设备，通过调节喷涂压力和喷枪移动速度调节每次喷涂的厚度，通过机械臂在模具内壁上进行循环喷涂，直至达到设定的壁厚，根据设定的纯度要求，控制坩埚内壁层与外壁层的熔融石英砂纯度，其中内壁层用高纯度和/或超高纯度的料浆喷涂，外壁层用普通纯度的浆料喷涂，喷涂结束后将坩埚生坯从模具中取出；S4：生坯干燥，将S3步骤中制成的坩埚生坯在40～150℃的温度下干燥4～20小时；S5：烧结，将S4步骤中得到的坩埚生坯放入烧结窑炉中，坩埚生坯在烧结窑炉中由常温升温至1100～1200℃，然后在1100～1200℃下保温2～8小时。2.如权利要求1所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中的成型喷涂设备分为外壁成型喷涂设备和内壁成型喷涂设备，外壁成型喷涂设备是注入浆料普通纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备，内壁成型喷涂设备又分为注入高纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备和注入的超高纯度熔融石英砂浆料的喷涂设备。3.如权利要求2所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中先采用注入浆料普通纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备喷涂外壁层，然后再采用注入高纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备喷涂内壁层，或再采用注入超高纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备喷涂内壁层，或再采用注入高纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备喷涂内壁中层后再采用注入超高纯度的熔融石英砂浆料的喷涂设备喷涂内壁外层。4.如权利要求1所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S2步骤中粘结剂的成分为甲基纤维素、聚乙烯醇类有机粘结剂或者高纯硅溶胶类粘结剂。5.如权利要求1所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中的模具为石膏模具、金属模具、树脂模具、木模具中的任意一种。6.如权利要求1所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中喷涂设备的喷枪连接在机械手上，机械手根据喷涂压力和喷涂速度自动调整并喷涂。7.如权利要求1所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中成型过程中模具的温度需要保持在40～90℃。8.如权利要求3所述的石英陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于，所述S3步骤中外壁层的喷涂厚度为12～18mm，内壁层的喷涂厚度为2～8mm。9.如权利要求1