[发明专利]一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统

说明书

本发明公开一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统，涉及单晶炉热场工艺技术领域，用于解决现有技术中碳碳热场部件回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高的问题。所述热场部件返修判断方法包括：获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，使用时间小于或等于热场部件的涂层失效时间。根据使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及热场部件的涂层密度，获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式。根据热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定热场部件的返修状态，返修状态包括需要返修以及不需要返修。

技术领域

本发明涉及单晶炉热场工艺技术领域，尤其涉及一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统。

背景技术

碳/碳复合材料(又称碳碳材料)是一种高温材料，其综合了纤维增强复合材料优良的力学性能及碳质材料优异的高温性能，具有高的比强度、比模量，良好的韧性以及高温下优良的强度保持率、耐蠕变和抗热震性能。目前被广泛应用于单晶炉、铸锭炉热场部件中。

单晶炉热场中，最常见的碳碳复合材料为埚帮和热屏外胆。碳碳热场中的埚帮和热屏外胆主要的失效形式是长时间接触高温硅蒸汽而导致表面腐蚀掉渣。由于表面涂层的保护，前期的腐蚀比较缓慢。随着使用时间的增加，硅蒸汽将会直接对基体进行腐蚀，腐蚀会迅速加快。埚帮和热屏外胆的力学性能降低。但是，埚帮和热屏外胆的整体结构、强度并未失效。目前，埚帮和热屏外胆在使用一定的时间后，因腐蚀而直接报废丢弃，回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热场部件返修判断方法、处理方法、装置以及系统，用于解决现有技术中碳碳热场部件回收利用率低，资源浪费严重，进而导致单晶制备成本较高的问题。

第一方面，本发明提供一种热场部件返修判断方法，包括：

获取至少一个热场部件在热场环境中多个使用时间对应的腐蚀厚度，其中，使用时间小于或等于热场部件的涂层失效时间；

根据使用时间、对应的腐蚀厚度、热场温度以及热场部件的涂层密度，获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式；

根据热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，确定热场部件的返修状态，返修状态包括需要返修以及不需要返修。

采用上述技术方案的情况下，通过获取热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，可以拟合出热场部件的理论腐蚀厚度以及使用时间的关系。通过获取至少一个热场部件的多个使用时间以及对应的腐蚀厚度，当增加热场部件的数目时，可以提高拟合公式的准确度。当获得热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式后，通过设定一个返修腐蚀厚度的参考值，通过拟合公式对热场中的热场部件进行监控，并实时对比热场部件的理论腐蚀厚度与返修腐蚀厚度，从而判断出热场部件是否需要进行返修。同时，不同规格型号的热场部件通过上述技术方案，均可获取相应的拟合公式，从而实现对热场中所有的热场部件进行监控，做出及时判断并进行返修，从而有效提高热场部件的使用寿命，最终实现降低单晶炉的使用成本。

在一种可能的实现方式中，热场部件的理论腐蚀厚度与使用时间的拟合公式为：

其中，ΔD为理论腐蚀厚度，R为气体常数，A为40000～50000，t为使用时间，T为热场温度，ρ为涂层密度。

采用上述技术方案的情况下，根据不同位置的热场部件，采用拟合的计算公式可以获得相应热场部件随使用时间变化的腐蚀厚度关系。基于此，针对具体的热场部件，通过设定一个返修腐蚀厚度，根据使用时间实时获取热场部件的理论腐蚀厚度。当热场部件的理论腐蚀厚度达到返修腐蚀厚度时，对热场部件进行返修处理，确保热场部件及时得到返修处理，热场部件始终在涂层的保护下在热场中使用。由此，通过上述拟合公式，可以对单晶炉中所有热场部件进行监控，并进行有效的返修，延长各个热场部件的使用寿命，从而降低单晶炉的使用成本。