[发明专利]一种高纯石英坩埚透明层的制备方法

说明书

本发明涉及石英坩埚技术领域，且公开了一种高纯石英坩埚透明层的制备方法，包括以下步骤：S1：原料进检混合：将检验合格的石英砂原料与少量钡粉放入混料箱进行混料，且石英砂的纯度大于99.99％；S2：真空装料成型：将混料加入真空度为0.01pa‑0.1pa的金属合金模具内旋转成型，并真空电弧高温熔制模具内的原料，制成透明层，并将产品成型固化；S3：脱模。本发明不仅能够通过在真空电弧熔制的过程中不断改变电极位置及升降熔制功率，使坩埚原料整体受热均匀，融化速度一致，降低了气泡的产生，同时能够通过在气泡层的外壁喷涂氢氧化钡溶液增强石英坩埚外壁的强度，提高了石英坩埚的使用寿命。

技术领域

本发明涉及石英坩埚技术领域，具体为一种高纯石英坩埚透明层的制备方法。

背景技术

石英坩埚是拉制单晶硅的主要耗材，每生产一炉单晶硅就需要用掉一只石英坩埚，目前太阳能级用单晶硅的发展主要向大尺寸、薄片化以及高转化效率方向发展，而石英坩埚是是保证单晶硅生长的重要材料，石英坩埚的好坏直接决定着单晶硅的质量和使用寿命。

石英坩埚的透明层没有或很少有气泡，透明层对石英坩埚拉晶有很大的影响，透明层越好单晶得料率越高，而透明层没有气泡破裂等造成的单晶氧含量过高、产生空穴等问题，然而目前市场上的石英坩埚在熔制透明层的过程中十分容易造成其气泡含量过多，从而导致石英坩埚不合格导致浪费了大量的资源成本，不能满足人们的要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高纯石英坩埚透明层的制备方法，主要为解决高纯石英坩埚透明层气泡较多导致石英坩埚的成品率较低，从而浪费大量成本的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明还提出了一种高纯石英坩埚透明层的制备方法，包括以下步骤：

S1：原料进检混合：将检验合格的石英砂原料与少量钡粉放入混料箱进行混料，且石英砂的纯度大于99.99％；

S2：真空装料成型：将混料加入真空度为0.01pa-0.1pa的金属合金模具内旋转成型，并真空电弧高温熔制模具内的原料，制成透明层，并将产品成型固化；

S3：脱模：到达成型时间后，对产品进行脱模及初次干燥，以便转移；

S4：固化干燥：将产品拆掉模芯和边模转移到双通道固化炉中，固化后产品转移到空气干燥室(130cairess干燥窗)中干燥；

S5：初步质检：将干燥好的产品转移出干燥室，通过灯光及显色剂进行初步质检，并根据质检规范对产品进行修补清洁或报废处理；

S6：熔制：将检查合格的产品进行吹气熔制3-15min；

S7：车磨：将熔制好的产品转移到车床进行底部车磨及倒角处理，以达到底部厚度及平整度要求，车磨周期为10-12分钟每个产品；

S8：清洁：对精检后的石英坩埚进行酸洗、高压冲洗、超声和高压喷淋；

S9：涂层处理：清洗后的石英坩埚先后进行烘干，并在气泡层的外壁喷涂氢氧化钡溶液形成涂层；

S10：包装：对处理好的产品进行质检，并进行包装处理。

在前述方案的基础上，所述S2中控制熔制温度为2200℃-2600℃，熔制功率调至为900-1100KW起弧，电极起弧位置距离模具口上方125-165mm，同时启动真空机组抽真空，当金属模具内真空度为0.9-1.4MPa时，提高熔制功率至1460-1600KW后，电极下降至距离起弧位置285-310mm的埚底位置，熔制时间为15-30s，电极归位起弧位置，降低熔制功率至900-1100KW，关闭真空机组，形成坩埚透明层。