一种单晶炉底部加热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种单晶炉，具体涉及一种单晶炉底部加热器。
技术背景
[0002]娃单晶炉热场系统对单晶成品率、拉速及单晶棒质量都有很大的影响，而对娃单晶生产企业来说，提高硅材料利用率，降低单位能耗，提高生产效率，降低生产成本一直是企业追求的目标。因此，热场系统设计和热场内关键元件的选材和使用备受关注。
[0003]众所周知，娃棒越大，广品品质就越好，单位成本也随之降低。但是，增加娃棒尺寸，热场系统的尺寸也相应增加。目前，单晶硅棒生产企业均在将小容量的热场改大，投料量从原来的90 kg左右(20inch)增加到150 kg (22或23inch)以上，有的厂家甚至将原来的150 kg左右(24inch)增加到200 kg(26inch)以上，显著增加了热场控制的难度。为此，目前运行的大尺寸单晶炉(24inch以上)都在尝试采用双加热结构，也就是在原来环形加热的基础上增加一个底部加热器，这样可以提高热场的均匀性，缩短化料时间，有效解决热场控制难及熔硅再结晶的问题。
[0004]目前，底部加热器主要选用石墨材质制造。然而，由于石墨材料自身电阻率较小、力学性能较差且高温热震脆性大等特点，制成的石墨加热器存在如下缺点:(1)电阻率小，在加热器形状一定的情况下，为了提高电阻，有时只能减小横截面积，由于石墨性脆，强度低，横截面积较小容易折断；(2)同样由于石墨性脆，强度低，在维修过程中易损坏，使用寿命较短。
[0005]如CN 201501940U公开的直拉单晶炉加热器，为一个石墨材质的圆周均匀分布的底部加热器，该底部加热器采用扇形结构，离圆心越近，单位空间的发热面积越大，在使用时会导致离圆心不同距离的点上发热不均匀；同时，由于该加热器采用石墨材料制备，且设计为条状的扇形结构，加工困难，容易折断，维修也不方便。
[0006]又如，CN203625526U公开的单晶炉用底部加热器，其蛇形发热部分采用并联方式，且长度较短，为了提高电阻，有时只能减小横截面积或减薄厚度，由于石墨性脆，强度低，横截面积较小容易折断；炭-炭复合材料的加热器因比较薄，造成变形较大，生产加工比较困难，且材料利用率偏低。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种发热效率高，发热均匀，且加工方便，成本低的单晶炉底部加热器。
[0008]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:一种单晶炉底部加热器，包括半圆发热体1、半圆发热体II和电极连接头，所述半圆发热体I和半圆发热体II是呈中心对称的环形体串联而成，所述半圆发热体I和半圆发热体II由炭-炭复合材料或石墨材料制成。
[0009]进一步，所述半圆发热体1、半圆发热体II和电极连接头为整体的，由同一块材料一次性加工制作而成。
[0010]进一步，所述炭-炭复合材料的密度为1.2?1.8g/ cm 3，厚度为3?15mm。
[0011]进一步，所述石墨材料为等静压石墨且密度^ 1.8g/ cm3，厚度为15?30mm。
[0012]本实用新型与现有技术相比，有以下优点:
[0013](I)本实用新型加热器的发热体部分为串联的，加热器的电阻可以在较大的范围内设计调节；
[0014](2)本实用新型加热器为圆饼形结构，发热体部分呈中心对称结构，发热均匀，发热效率高，且原材料利用率高。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0016]图2为图1所示实施例的俯视图。
[0017]其中:1-半圆发热体I，2-半圆发热体II，3-电极连接头。
【具体实施方式】
[0018]以下结合实例对本实用新型作进一步说明。
[0019]实施例1
[0020]参照图1、2，本实施例包括半圆发热体I 1、半圆发热体II 2和电极连接头3;半圆发热体I I和半圆发热体II 2是呈中心对称的环形体串联而成，半圆发热体I I和半圆发热体II 2由炭-炭复合材料制成，炭-炭复合材料密度为1.2g/ cm 3，厚度为15mm。
[0021]为提高材料的利用率，降低加工成本，半圆发热体I 1、半圆发热体II 2和电极连接头3为整体的，由同一块材料一次性加工制作而成。
[0022]本实施例产品应用于24inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间8h。
[0023]实施例2
[0024]本实施例与实施例1的区别仅在于:半圆发热体I I和半圆发热体II 2由炭-炭复合材料制成，炭-炭复合材料密度为1.8g/ cm 3，厚度为3mm。
[0025]本实施例应用于23inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间9h。
[0026]实施例3
[0027]本实施例与实施例1的区别仅在于:半圆发热体I I和半圆发热体II 2由炭-炭复合材料制成，炭-炭复合材料密度为1.5g/ cm 3，厚度为10mm。
[0028]本实施例应用于24inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间8h。
[0029]实施例4
[0030]本实施例与实施例1的区别仅在于:半圆发热体I I和半圆发热体II 2由等静压石墨材料制成且密度为1.8g/ cm 3，厚度为30mm。
[0031]本实施例应用于24inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间7h。
[0032]实施例5
[0033]本实施例与实施例1的区别仅在于:半圆发热体I I和半圆发热体II 2由等静压石墨材料制成且密度为1.83g/ cm3，厚度为15mm。
[0034]本实施例应用于26inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间5h。
[0035]实施例6
[0036]本实施例与实施例1的区别仅在于:半圆发热体I I和半圆发热体II 2由等静压石墨材料制成且密度为1.81g/ cm 3，厚度为25mm。
[0037]本实施例应用于23inch单晶炉热场中，提高了热场的均匀性，缩短化料时间8h。
[0038]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何修改、变更以及等效结构变换，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种单晶炉底部加热器，包括半圆发热体I (I)、半圆发热体II (2)和电极连接头(3)，其特征在于所述半圆发热体I (I)和半圆发热体II (2)呈中心对称的环形体串联而成，所述半圆发热体I (I)和半圆发热体II (2)由炭-炭复合材料或石墨材料制成。2.根据权利要求1所述的单晶炉底部加热器，其特征在于:所述半圆发热体I(1)、半圆发热体II (2 )和电极连接头(3 )为整体的。3.根据权利要求1或2所述的单晶炉底部加热器，其特征在于:所述炭-炭复合材料的密度为1.2?1.8g/cm cm 3ο4.根据权利要求1或2所述的单晶炉底部加热器，其特征在于:所述石墨材料为等静压石墨且密度^ 1.8g/ cm 3o5.根据权利要求3所述的单晶炉底部加热器，其特征在于:所述炭-炭复合材料的厚度为3?15_。6.根据权利要求4所述的单晶炉底部加热器，其特征在于:所述石墨材料的厚度为.15 ?30mmo
【专利摘要】一种单晶炉底部加热器<b>，</b>包括半圆发热体Ⅰ（1）、半圆发热体Ⅱ（2）和电极连接头（3），所述半圆发热体Ⅰ（1）和半圆发热体Ⅱ（2）呈中心对称的环形体串联而成，所述半圆发热体Ⅰ（1）和半圆发热体Ⅱ（2）由炭-炭复合材料或石墨材料制成。本实用新型通过独特的结构设计，可以提高发热体的效率，发热均匀，加工方便，成本低。
【IPC分类】C30B15/18
【公开号】CN204752899
【申请号】CN201520443871
【发明人】崔金, 戴开瑛, 张治军, 伍盼阳
【申请人】湖南南方搏云新材料有限责任公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月26日