一种用于单晶炉的坩埚的制作方法

一种用于单晶炉的坩埚
【技术领域】
1.本实用新型涉及坩埚的技术领域，特别是用于用于单晶炉的坩埚的技术领域。


背景技术：

2.能源危机促进了光伏市场的发展，晶体硅太阳能电池是光伏行业的主导产品。随着对太阳能光伏产业的进一步重视，鼓励开发利用太阳能，另外，随着硅太阳能电池应用面的不断扩大，太阳能电池的需求量越来越大，硅单晶材料的需求量也就越来越大。目前，在半导体和太阳能行业单晶硅的生产过程中，较多采用的是直拉法生产工艺，其所采用的设备是直拉单晶炉。利用单晶炉拉制单晶硅棒时，需要把硅料加热至1420℃以上使其熔化，然后拉晶成型。拉制时，硅料是盛装在高纯石英坩埚内加热熔化，由于石英在1100℃以上变软，所以在石英坩埚的外面一般采用石墨坩埚来承托，同时也因为硅料和石墨接触会发生反应，所以不能直接使用石墨坩埚承载硅料。为了防止硅料的热膨胀使其开裂，石墨坩埚多加工成两瓣或者三瓣的形式，故称多瓣坩埚；多瓣坩埚下方使用埚托托住。为了保证强度，多瓣坩埚和埚托通常采用各向同性石墨制作。但现有多瓣坩埚之间直接拼接，坩埚瓣与坩埚瓣之间没有固定机构，导致多瓣坩埚易散开。
3.对此，公开号为cn208917338u的中国实用新型专利就提出了一种单晶炉用高寿命石墨三瓣埚，包括石墨三瓣埚、连接板、连接件，石墨三瓣埚包括第一瓣埚、第二瓣埚、第三瓣埚，连接板包括第一连接板、第二连接板、第三连接板，连接件包括第一连接件、第二连接件、第三连接件，通过采用第一连接板、第二连接板、第三连接板对石墨三瓣埚进行固定，提高石墨三瓣埚整体结构的强度。但这种结构直接将瓣埚之间固定，导致瓣埚之间不易分离，影响瓣埚受膨胀分开，导致瓣埚易损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种用于单晶炉的坩埚，能够提高坩埚结构稳定性。
5.为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于单晶炉的坩埚，包括锅托和设于所述锅托上的锅碗，所述锅碗由至少两瓣石墨锅瓣相互拼接而成，每块所述锅瓣外壁均设有由上至下逐渐向远离所述锅碗中心侧倾斜设置的楔块，所述锅碗外套设有与所述楔块配合抵触配合的套环，所述套环具有一定重量以使所述套环与所述楔块斜面配合推动所述石墨锅瓣向所述锅碗中心聚拢。
6.作为优选，所述的套环内环面设有与所述楔块斜面抵触配合的半圆凸起。
7.作为优选，所述的套环上设有用于将所述套环打断的开口槽。
8.作为优选，所述的锅托上端面设有与所述锅碗配合的锅托凸台，所述锅碗底部设有与所述锅托凸台相适配的锅碗下通孔。
9.作为优选，所述的锅托上靠近所述锅托凸台处设有向远离所述锅托中心侧延伸的外延伸挡边。
10.作为优选，相邻所述石墨锅瓣接缝处设有石墨纸。
11.作为优选，所述的锅碗上端还设有与其可拆卸连接的坩埚筒体。
12.作为优选，所述的锅碗上端开口处设有与所述坩埚筒体配合的环形定位槽，所述坩埚筒体一端设有与所述环形定位槽相适配的环形定位台。
13.作为优选，所述的环形定位槽设于所述锅碗内壁，所述环形定位台设于所述坩埚筒体内壁。
14.本实用新型一种用于单晶炉的坩埚的有益效果：本实用新型通过将锅碗设置为由石墨锅瓣互相拼接而成的结构，避免硅料的热膨胀造成锅碗损坏，通过将石墨锅瓣外壁设置楔块，并设置套环与楔块配合，套环与楔块接触时，能够在重力的作用下下压，以推动石墨锅瓣向锅碗中心聚拢，提高石墨锅瓣之间聚合力，提高稳定性，锅碗不易散开，该种固定结构使得石墨锅瓣之间不会被锁死，仍具有受膨胀分开的性能，当硅料时热膨胀，膨胀力驱动石墨锅瓣间分离，此时套环受力沿楔块的斜面上滑，使得石墨锅瓣可以分离，避免锅碗损坏。
15.本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
16.图1是本实用新型一种用于单晶炉的坩埚的主视结构示意图。
17.图2是本实用新型一种用于单晶炉的坩埚的主视剖面结构示意图。
18.图中：1-锅托、2-锅碗、3-楔块、4-套环、5-石墨纸、6-坩埚筒体、11-锅托凸台、21-石墨锅瓣、22-锅碗下通孔、23-环形定位槽、41-半圆凸起、42-开口槽、61-环形定位台。
【具体实施方式】
19.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
20.在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.实施例一：
24.参阅图1、图2，本实用新型一种用于单晶炉的坩埚，包括锅托1和设于锅托1上的锅碗2。锅碗2由两瓣石墨锅瓣21相互拼接而成。每块锅瓣21外壁均设有由上至下逐渐向远离锅碗2中心侧倾斜设置的楔块3。锅碗2外套设有可以与楔块3配合抵触配合的套环4。套环4具有一定重量以使所述套环4可以与楔块3斜面配合推动石墨锅瓣21向锅碗2中心聚拢。本实施例通过将锅碗2设置为由石墨锅瓣21互相拼接而成的结构，避免硅料的热膨胀造成锅碗2损坏，通过将石墨锅瓣21外壁设置楔块3，并设置套环4与楔块3配合，套环4与楔块3接触时，能够在重力的作用下下压，以推动石墨锅瓣21向锅碗2中心聚拢，提高石墨锅瓣21之间聚合力，提高稳定性，锅碗2不易散开，该种固定结构使得石墨锅瓣21之间不会被锁死，仍具有受膨胀分开的性能，当硅料时热膨胀，膨胀力驱动石墨锅瓣21间分离，此时套环4受力沿楔块3的斜面上滑，使得石墨锅瓣21可以分离，避免锅碗2损坏。
25.参阅图1、图2，套环4内环面设有可以与楔块3斜面抵触配合的半圆凸起 41。半圆凸起41可以减小套环4与楔块3之间的接触面积，从而降低摩擦力，使得硅料热膨胀时石墨锅瓣21可以成功分离。
26.参阅图1、图2，套环4上设有用于将套环4打断的开口槽42。设置开口槽 42打断套环4，减小套环4抱紧力，避免由于套环卡住造成石墨锅瓣21无法分离。
27.参阅图1、图2，锅托1上端面设有可以与锅碗2配合的锅托凸台11。锅碗 2底部设有可以与锅托凸台11相适配的锅碗下通孔22。本实施例通过设置锅托凸台11与锅碗2拼接配合，可以提高锅碗2与锅托凸台11连接时定位精度，避免锅碗2偏斜。
28.参阅图1、图2，锅托1上靠近锅托凸台11处设有向远离锅托1中心侧延伸的外延伸挡边12。
29.参阅图1、图2，相邻石墨锅瓣21接缝处设有石墨纸。避免接缝处受sio2和 si蒸气的侵蚀、损耗。
30.实施例二：
31.参阅图1、图2，锅碗2上端还设有可以与其可拆卸连接的坩埚筒体6。坩埚筒体6可以提高坩埚的容量，且坩埚筒体6为一体结构，强度高，提高稳定性和使用寿命。
32.参阅图1、图2，锅碗2上端开口处设有可以与坩埚筒体6配合的环形定位槽23。坩埚筒体6一端设有可以与环形定位槽23相适配的环形定位台61。提高坩埚筒体6连接稳定性和连接精度。
33.参阅图1、图2，环形定位槽23设于锅碗2内壁。环形定位台61设于坩埚筒体6内壁。避免坩埚筒体6影响石墨锅瓣21之间分离。
34.本实用新型工作过程：
35.本实用新型一种用于单晶炉的坩埚在工作过程中，硅料盛装在高纯石英坩埚内，并将高纯石英坩埚内放置在锅碗2内，将锅碗2的石墨锅瓣21外壁设置楔块3，并设置套环4与楔块3配合，套环4与楔块3接触时，能够在重力的作用下下压，以推动石墨锅瓣21向锅碗2
中心聚拢，提高石墨锅瓣21之间聚合力，提高稳定性，锅碗2不易散开，该种固定结构使得石墨锅瓣21之间不会被锁死，仍具有受膨胀分开的性能，当硅料时热膨胀，膨胀力驱动石墨锅瓣21间分离，此时套环4受力沿楔块3的斜面上滑，使得石墨锅瓣21可以分离，避免锅碗2损坏。
36.上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。