[发明专利]26英寸厚壁深腔石英坩埚、其生产方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及坩埚制品领域，是一种26英寸厚壁石英坩埚、其生产方 法及生产设备。

背景技术

国内化工、玻璃行业老的工艺都是使用铂金坩埚来融化原料，因为 铂金的市场价格比较高，造成企业成本大幅增加.能替代铂金坩埚的只有 石英坩埚，因为石英坩埚的纯度高、稳定性好、价格低。近十年石英坩 埚成为化工、玻璃行业融化原料的首选容器。但是，在融化玻璃、化工 原料时其原料内有一定的碱金属和碱土金属，对石英坩埚的内壁有一定 的腐蚀，作为添加剂的碱金属或碱土金属却又必须要加入到原料中，现 有技术的坩埚壁薄，无法满足生产需要，所以现阶段生产厂家往往使用 价格昂贵的铂金坩埚，给生产和安全带来很多不必要的麻烦。

为了延长石英坩埚的使用寿命只能加厚坩埚的壁厚来增加石英坩埚 的使用次数。作为大多数半导体行业切克拉斯基法(cz)拉制单晶硅用石 英坩埚通常的厚度都在9~16mm，国内生产的石英坩埚的最大直径在24英 寸(600~615mm).但作为化工、玻璃行业用的大口径，壁厚，寿命长的石 英坩埚目前国内还是一片空白。

国内的坩埚制造机都是根据拉制单晶硅的石英坩埚设计，熔制室小， 变压器小，主机小，熔制时间不长.制出的坩埚壁薄、外径小，不能解决 玻璃、化工行业融料时容积大、埚壁厚、使用寿命长的要求。

发明内容

本发明的一个目的是为解决上述现有技术没有厚壁坩埚，现有坩埚 无法满足玻璃、化工行业融料时容积大、埚壁厚、使用寿命长的要求的 问题，以及现有的生产工艺和设备无法制造厚壁坩埚的问题，提供一种 的26英寸厚壁石英坩埚，其生产方法以及一种26英寸厚壁石英坩埚的 生产设备。

为实现上述目的，本发明的一个技术方案提供了一种26英寸厚壁石 英坩埚：

坩埚尺寸：外径：655~665mm，高度：600~900mm， 厚度：22~50mm，使用原料：高纯石英砂(sio2含量99.9999％)，原料 重量：260~300kg

本发明的第二个技术方案提供了一种26英寸厚壁石英坩埚的生产方 法：

1).把石英砂倒入模具内，通过离心力用成型棒成型后把模具拉进 熔制室；

2).石墨电极通电起弧，在3300-3500高温下熔制60分钟-90分钟；

3).自然冷却5-20分钟，取出后打磨整形即可。

现有技术中的设备无法满足26英寸厚壁石英坩埚生产的要求，无 法达到其生产条件，如何提高模具内的温度，降低热量的流失，加长熔 制时间，如何控制石墨电极的的下降速度，精确控制融料的温度是要达 到生产目的所必需解决的技术难题。

本发明的第三个技术方案提供了一种26英寸厚壁石英坩埚的生产 设备。

一种石英坩埚高温成形系统，包括坩埚熔制主机，油浸式变压器， 液压传动系统，冷却系统，控制系统，排风系统，所述坩埚熔制主机通 过电信号和信息信号与控制系统连接，油浸式变压器通过电线与坩埚熔 制主机连接，液压传动系统通过连杆与坩埚熔制主机连接，冷却系统通 过冷却液管与坩埚熔制主机连接，排风系统位于坩埚熔制主机之上。

所述坩埚熔制主机包括坩埚模具、移动底座、电极、电极升降及开 闭机构、遮热板升降装置、导轨、支架；遮热板升降装置包括遮热板、 丝杆，移动板、锁紧螺栓、石英板，遮热板包括遮热板主体、冷却液管， 遮热板主体内部为中空，与冷却液管相通，遮热板主体中部为一圆形孔， 圆形孔直径与石英坩埚直径相等，遮热板和支架通过锁紧螺栓连接，支架 和移动板固定连接，移动板和导轨滑动连接，移动板和丝杆螺纹连接，导 轨和丝杆固定连接；还包括铜套，铜套嵌套于丝杆上。

移动底座水平放置，移动底座内设置有曲轴系统，曲轴系统上部设 置有顶杆，移动底座与坩埚模具通过顶杆连接，坩埚模具和遮热板倾斜 设置，导轨架设在支架上，导轨与支架固定连接，坩埚模具和遮热板的 中轴线与移动底座的中轴线呈6-10°角。

所述坩埚模具和遮热板的中轴线与移动底座的中轴线呈8°角。选 择该角度的有益效果在于：1.容易塌料，成型方便；2.加热均匀，坩埚 壁厚均匀；3.喷涂效果好，喷涂层厚度均匀。

所述遮热板还包括冷却液管，遮热板内部为中空，与冷却液管相通。

所述遮热板与导轨滑动连接。