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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102515812A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102515812A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110395843.2(22)申请日2011.12.04(71)申请人湖南九华碳素高科有限公司地址411100湖南省湘潭市九华经济区纬一路5号(72)发明人张超(51)Int.Cl.C04B35/84(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/565(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书22页页(54)发明名称碳碳化硅坩埚及其制作工艺(57)摘要一种碳碳化硅坩埚及其制作工艺,解决普通坩埚强度低、抗热震性能差、使用寿命短等问题。碳碳化硅坩埚由碳素纤维和碳化硅复合而成,制作工艺步骤包括预制、固化、致密、纯化、浸硅、炭化、成型。可显著降低坩埚厚度,增加坩埚强度和抗热震性能,提高使用寿命。适合高温炉,如单晶炉等使用。CN10258ACN102515812A权利要求书1/1页1.一种碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,所述碳碳化硅坩埚由碳素纤维和碳化硅复合而成,制作工艺步骤如下:步骤1,预制:用全碳纤维编织坩埚预制体,坩埚预制体体积密度为0.4-0.6g/cm3;步骤2,固化:用糠酮树脂对坩埚预制体固化定型;步骤3,致密:用沥青反复浸渍炭化致密坩埚预制体,直至坩埚预制体体积密度达到1.3g/cm3-1.4g/cm3;步骤4,纯化:将坩埚预制体放入高温炉中纯化后,对形状进行修整,制成碳素坩埚毛坯;步骤5,浸硅:将碳素坩埚毛坯放入硅浸渍剂中自然浸泡12-24h;步骤6,炭化:将浸泡过的碳素坩埚毛坯装入炭化炉炭化,炭化温度为900-1000℃;步骤7,重复步骤5和步骤6,直至碳素坩埚毛坯密度达到1.5-1.6g/cm3;步骤8,成型:将坩埚内外表面打磨抛光,即得到碳碳化硅复合坩埚成品。2.如权利要求1所述的碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,步骤1所述的编织方式为三维针刺法。3.如权利要求1所述的碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,步骤2所述固化定型的固化温度为120-160℃,固化时间为2-5h。4.如权利要求1所述的碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,步骤3所述浸渍的压力为1-2MPa,所述炭化温度为800-1000℃。5.如权利要求1所述的碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,步骤4中所述高温炉的处理温度为1800-2500℃;形状修整加工后的坩埚直径为400-800mm,高度为200-500mm,壁厚为11-18mm。6.如权利要求1所述的碳碳化硅坩埚及其制作工艺,其特征在于,所述步骤5中的含硅浸渍剂是固体聚碳硅烷粉末与酒精的混合溶液,聚碳硅烷含量在10%-80%之间。2CN102515812A说明书1/2页碳碳化硅坩埚及其制作工艺技术领域[0001]本发明涉及一种单晶炉用碳和碳化硅复合坩埚及其制作工艺。背景技术[0002]目前,单晶炉用坩埚基本由石墨制造,沿轴向分为三部分,俗称三瓣埚。由于石墨产品强度低,抗热震性能差,使用寿命短,更换频繁,同时,大尺寸产品成型困难,使其难以满足单晶硅生产发展的要求。[0003]发明内容本发明目的在于提供一种高温炉用坩埚及其制作工艺,特别适合单晶炉用的碳碳化硅坩埚及其制作工艺。[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:碳碳化硅坩埚由碳素纤维和碳化硅复合而成,制作工艺步骤如下:步骤1,预制:用全碳纤维编织坩埚预制体,坩埚预制体体积密度为0.4-0.6g/cm3;步骤2,固化:用糠酮树脂对坩埚预制体固化定型;步骤3,致密:用沥青反复浸渍炭化致密坩埚预制体,直至坩埚预制体体积密度达到1.3g/cm3-1.4g/cm3;步骤4,纯化:将坩埚预制体放入高温炉中纯化后,对形状进行修整,制成碳素坩埚毛坯;步骤5,浸硅:将碳素坩埚毛坯放入硅浸渍剂中自然浸泡12-24h;步骤6,炭化:将浸泡过的碳素坩埚毛坯装入炭化炉炭化,炭化温度为900-1000℃;步骤7,重复步骤5和步骤6,直至碳素坩埚毛坯密度达到1.5-1.6g/cm3;步骤8,成型:将坩埚内外表面打磨抛光,即得到碳碳化硅复合坩埚成品。[0005]进一步,步骤1所述的编织方式为三维针刺法。[0006]进一步,步骤2所述固化定型的固化温度为120-160℃,固化时间为2-5h。[0007]进一步,步骤3所述浸渍的压力为1-2MPa,所述炭化温度为800-1000℃。[0008]进一步,步骤4中所述高温炉的处理温度为1800-2500℃;形状修整加工后的坩埚直径为400-800mm,高度为200-500mm,壁厚为11-18mm。[0009]进一步,步骤5中的含硅浸渍剂是固体聚碳硅烷粉末与酒精的混合溶液,聚碳硅烷含量在10%