一种具有气流导向功能的沉积炉的制作方法

本实用新型属于无机非金属材料制备装备领域，具体涉及到一种化学气相具有气流导向功能的沉积炉。

背景技术：

石墨由于其良好的导热性，易加工性以及耐高温性能，广泛应用于光伏及其它相关领域。在石墨件表面沉积碳化硅，发生化学气相沉积反应后得到碳化硅涂层，可进一步增强石墨表面硬度。同时，在某些特定的应用中，由于碳化硅涂层结合致密，可以阻止石墨件的部分杂质进入反应系统。例如，半导体级光伏单晶设备中所用的石墨内衬，通常要求表面涂覆碳化硅涂层。沉积炉的进料喷嘴设置在炉体下部，按照圆周均匀分布，中心有一个喷嘴，如图1所示，其内壁下方只有一个喷嘴，外壁下方有六个喷嘴，每个喷嘴在同一时间喷出的原料量是一致的；由于喷嘴位置固定，当沉积大型筒状石墨件的时候，石墨筒的内壁和外壁无法做到均匀沉积，由此导致石墨筒内外壁沉积厚度不一致，影响到最终使用效果。因此，需要开发一种新的适用于该沉积炉的气流导向装置，以达到均匀沉积的效果。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有气流导向功能的沉积炉，该导向装置能够方便地调节气流流向，使石墨筒内外壁沉积均匀，从而保证被沉积石墨件的产品品质，延长使用寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种具有气流导向功能的沉积炉，待涂层的石墨筒2放置在所述沉积炉1的内部，石墨筒2的底部通过支撑柱3连接到炉底座4；炉底座4的直径大于石墨筒2的直径；所述炉底座4上设有喷嘴5；所述喷嘴5安装有气流导向装置以调控气流的喷射位置。

其中，所述喷嘴5用于喷射气体对待涂层的石墨筒2进行涂层。

其中，所述的气流导向装置包括喷嘴盖6、导向管7、喷嘴座8和分布板9；其中，所述喷嘴盖6与喷嘴5连接，喷嘴盖6通过导向管7连接到喷嘴座8，喷嘴座8的顶部设有分布板9，喷嘴座8的底部与炉底座4连接。

其中，炉底座4的直径小于石墨筒2的直径的部分称为石墨筒以内的炉底座，炉底座4的直径大于石墨筒2的直径的部分称为石墨筒以外的炉底座。

优选地，经过调整后，炉底座上，石墨筒内的喷嘴数和石墨筒外的喷嘴数相同，以保证气流均匀分布喷射。其中，所述的支撑柱3为石墨支撑柱。

其中，所述支撑柱3的底部为圆柱，上部为圆锥台，所述圆锥台底部的直径与圆柱的直径相同。

其中，所述喷嘴5的底部为空心的圆柱，上部为倒置的圆锥台，倒置圆锥台的底部的直径与圆柱的直径相同。

其中，所述喷嘴盖6的底部开孔，喷盖6通过开孔套在喷嘴5的喷口处，能够保证喷嘴喷出的反应气体不外溢；其中，喷嘴盖6的孔内径比喷嘴5的直径大约1mm，以方便套入；其中，喷嘴盖6与炉底座4紧密贴合；此外，喷嘴盖6与喷嘴口5连接处添加石墨纸，以保证喷嘴盖紧紧套在喷嘴口5处，防止漏气。

其中，所述喷嘴盖6的侧部和喷嘴座8的侧部设有与导向管7同样大小的开孔，导向管7与喷嘴盖6的侧部和喷嘴座8的侧部相连接，其中，连接处添加石墨纸，以防止气体泄漏；其中，喷嘴盖6侧部的开孔用于引导由喷嘴喷发出的反应气体从侧面预定的孔排出；导向管能够将喷嘴盖里的气体引导至喷嘴座，导向管长度和直径可调，能够满足不同直径大小石墨件的沉积需要。

其中，所述喷嘴座8的上部为内止口，分布板9嵌入内止口内，防止分布板左右移动。

其中，所述的分布板9内设有若干个v型即漏斗型孔10，大孔朝上，小孔朝下，反应气体由原始喷嘴喷出后，经由喷嘴盖、导向管、喷嘴座，最后通过分布板均匀排出，气体通过带有v型孔的分布板后，能够均匀、稳定地喷入炉内，从而避免因反应气体流量过大而形成的束状气流。

其中，所述喷嘴座8与炉底座4连接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：

(1)使用该气流导向装置，能够方便地调节气流流向，使石墨筒内外壁沉积均匀，从而保证被沉积石墨件的产品品质，延长使用寿命。

(2)该工装导向管长度可调，可适用于各类不同直径大小的石墨筒。

(3)该导向工装分布板上开有若干漏斗型v型孔，气体通过带有v型孔的分布板后，能够均匀、稳定地喷入炉内，从而避免因反应气体流量过大而形成的束状气流，影响沉积效果。

附图说明

图1为沉积炉进料喷嘴布局。

图2为安装有气流导向装置后沉积炉剖面示意图。

图3为图2中导向工装局部放大图。

图4为实施例1中喷嘴和喷嘴座的分布图。

图5为图4中分布板的放大图。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本实用新型，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本实用新型。

实施例1：具有气流导向功能的沉积炉

如图2和图3所示，本实用新型的具有气流导向功能的沉积炉，待涂层的石墨筒2放置在沉积炉1的内部，其外径为640mm，内径为560mm，高度400mm。沉积炉1的底部通过八个支撑柱3连接到炉底座4。每个支撑柱的上部分为上端直径为4mm，下端直径为26mm的圆锥台，圆锥台高度为28mm，下部分为直径为26mm的圆柱，总高度为88mm，其采用上端直径小，下端直径大，是为了保证在支撑稳定的同时，尽量减小支撑柱和石墨筒的接触面积，以保证石墨筒表面积最大化喷涂；支撑柱两个为一组，通过弯板连接。

炉底座4的直径大于石墨筒2的直径，如图4所示石墨筒以外的炉底座上固定连接五个喷嘴5，中心有一个喷嘴，外圈喷嘴沿直径800mm圆周均匀分布。喷嘴的底部为空心的圆柱，其直径为28mm，上部为倒置的圆锥台呈喇叭形状态，上口大，下口小；端直径为35下端直径为20mm，高度为25mm，倒置圆锥台的底部的直径与圆柱的直径相同。

为保证石墨筒内外壁喷涂均匀，需在两个喷嘴5上加装该导向工装，这样，石墨筒外壁和内壁喷嘴数量一致，从而保证喷涂的均匀。该导向工装中，喷嘴盖的外径60mm，内径42mm，侧孔直径12mm，喷嘴盖内径和原始喷嘴外径一致大2mm在喷嘴盖内径和原始喷嘴之间加1mm的石墨纸11紧固，以保证连接紧密，且容易拆装。喷嘴盖6与炉底座4紧密贴合；在实施过程中，由于气流气压并不大，所以不会导致喷嘴盖飞起。导向管的材质是石墨，外径12mm，内径6mm，长150m，直接穿入喷嘴盖和喷嘴座8以后不再拆卸，所以导向管与喷嘴盖和喷嘴座的连接处不需要添加石墨纸。

其中，喷嘴座8石墨材质，其底部与炉体底座齐平，其下部放置在炉底座上，其外径50mm，内径34mm，侧孔直径12mm，上部为内止口，止口直径为42mm，高度为2mm。喷嘴座的内止口上装有分布板，分布板是石墨材质，其外径为42mm，厚度6mm，嵌入在喷嘴座的内止口上。如图5所示，分布板上均匀分布有21个v型孔，v型孔上孔直径6mm，下孔直径2mm。

实施例2：具有气流导向功能的沉积炉的应用

从出气口13将炉内抽真空，然后从进气口12冲入氮气，然后升温至1300℃后，通过喷嘴通入甲基硅烷蒸汽，甲基硅烷常温为液态，需要预加热后通入；气体通过连接到原始喷嘴的外部管线通入到喷嘴中，气体流速为5kg/h，然后同时进行内外壁的沉积，石墨件沉积时间为6h。在沉积完成后，经沉积后的石墨件，其表面硬度进一步增强，同时由于碳化硅涂层结合致密，可以阻止石墨件的部分杂质进入反应系统，增加石墨件的使用寿命和应用范围。

本实用新型提供了一种具有气流导向功能的沉积炉的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。