[发明专利]单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体，包括围绕在芯模上的编织体本体，所述编织体本体包括由内到外的内层、中层和外层，所述内层与所述外层均包括平纹炭布和炭纤维网胎，所述中层包括无纬布和炭纤维网胎，所述平纹炭布、所述无纬布和所述炭纤维网胎均连续缠绕在所述芯模上。本发明采用上述单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体及其制备方法，可以大大提高坩埚的强度，提高坩埚的使用寿命，同时可降低原料成本和加工成本。

技术领域

本发明涉及坩埚编织体技术领域，特别是涉及一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体及其制备方法。

背景技术

碳碳复合材料作为一种新型材料，具有耐烧蚀、高热导、低膨胀系数等功能，广泛应用于光伏、航空航天等领域。目前，坩埚编织体的编织方式采用炭布、网胎交替铺层，然后经过环向连续缠绕、径向针刺而成。这种编织工艺不能形成连续无断缠绕，在每层炭布的首尾处出现接茬，导致沉积加工后的坩埚在单晶炉热场使用过程中，受到外力挤压、同时反复使用，造成坩埚在使用一段时间后发生纵向断裂，缩短了产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体及其制备方法，可以大大提高坩埚的强度，提高坩埚的使用寿命，同时可降低原料成本和加工成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体，包括围绕在芯模上的编织体本体，所述编织体本体包括由内到外依次连接的的内层、中层和外层，所述内层与所述外层均包括复合的平纹炭布和炭纤维网胎，所述中层包括无纬布和炭纤维网胎，所述平纹炭布、所述无纬布和所述炭纤维网胎均连续缠绕在所述芯模上。

优选的，所述无纬布为环向缠绕在所述芯模上。

优选的，所述平纹炭布和所述炭纤维网胎通过针刺连接，所述炭纤维网胎和所述无纬布之间通过针刺复合连接。

一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体的制备方法，包括以下步骤：

(1)前期准备：根据需要加工成型坩埚的结构与尺寸，确定需加工成型编织体的结构与尺寸，以炭纤维为原料，分别编织成平纹炭布和炭纤维网胎；根据编织体的尺寸要求计算总缠绕层数，从而计算出所需平纹炭布、无纬布和炭纤维网胎总长度，进行连续式缠绕；

(2)连续缠绕：所述编织体本体由内到外包括内层、中层和外层，内层和外层包括平纹炭布和炭纤维网胎，中层包括依次紧密铺制的炭纤维网胎和无纬布；

将平纹炭布缠绕在坩埚形状的芯模上，然后铺设炭纤维网胎，平纹炭布和炭纤维网胎通过径向针刺复合；

当编织体本体铺设到一定壁厚时，增加无纬布的长丝环向缠绕，即在编织体本体壁厚中间位置增加无纬布长丝缠绕。

优选的，所述平纹炭布、所述无纬布和所述炭纤维网胎进行针刺时，需要保证同心度一致，以防止变形现象的出现。

因此，本发明采用上述单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体及其制备方法，可以大大提高坩埚的强度，提高坩埚的使用寿命，同时可降低原料成本和加工成本。坩埚编织体本体中间增加无纬布的长丝环向缠绕，一方面可以增加产品的环向抗挤拉强度，同时可以避免表层出现脱丝现象，提高了产品的使用寿命。

下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式做进一步的说明。

一种单晶硅炉用炭纤维坩埚编织体，包括围绕在芯模上的编织体本体，编织体本体包括由内到外的内层、中层和外层，内层与外层均包括复合的平纹炭布和炭纤维网胎，平纹炭布和炭纤维网胎通过针刺连接。中层包括无纬布和炭纤维网胎，平纹炭布、炭纤维网胎和无纬布之间通过针刺复合连接。平纹炭布、无纬布和炭纤维网胎均连续缠绕在芯模上。平纹炭布、无纬布和炭纤维网胎进行针刺时，需要保证同心度一致，以防止变形现象的出现。