专利名称：还原炉石墨电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种还原炉石墨电极，它属于多晶硅生产领域。
二背景技术：
传统的还原炉石墨电极(硅棒支撑件)为直接和电极相连接，其结构是石墨电极夹住硅芯，硅芯通电发热后沉积多晶硅。硅芯通电击穿方式主要有两种预热击穿和高电压击穿。对于预热击穿工艺目前国内普遍面临以下问题1、硅芯和石墨电极接触电阻大难以击穿，预热时间长，功耗大。2、石墨电极夹持的硅芯的竖直度不理想，影响后期硅棒沉积直径大小和稳定性3、石墨电极使用中损坏现象严重，重复利用性较差，成本较高三、实用新型的内容本实用新型的目的是提供一种新型的还原炉石墨电极，其具有优点一、降低硅芯和石墨电极的接触电阻，缩短预热时间，降低功耗；二、增加石墨电极对夹持硅芯的竖直度， 保证硅棒直径最大化，提高稳定性；三、新的石墨结构设计提高石墨件重复利用率，降低成本。本实用新型的目的是这样来实现的它由石墨底座、石墨夹盖、石墨夹瓣、硅芯构成，石墨底座的顶部带螺纹，石墨夹盖的内部带有螺纹，石墨底座和石墨夹盖匹配夹持石墨夹瓣，石墨夹瓣整体为圆锥形，石墨夹瓣的中孔为夹持硅芯孔，硅芯置于中孔中，石墨夹瓣再夹紧硅芯。所述的石墨底座底部为圆槽设计，其分别设计有内圆斜锥面、外圆斜锥面和中心小孔，内圆斜锥面为导电接触面，外圆斜锥面不作为导电接触面，中心小孔为石墨底座是受热膨胀缓冲孔。所述的石墨夹瓣的夹瓣整体为圆锥形，中孔为夹持硅芯孔，石墨夹瓣的夹瓣三等分切削为三瓣，对硅芯的三个方向夹紧固定硅芯。本实用新型还原炉石墨电极，其具有以下优点其一石墨夹瓣实行三瓣制，三瓣夹持硅芯，保证硅芯稳定和竖直，安装硅芯的竖直角度达到89-90度，几乎做到完全竖直。保证硅芯之间的距离，使硅棒生长直径最大可达 180mmo其二 同时石墨夹瓣夹持的硅芯有保证充分传热，保证预热时预热的热量可以传递至和夹瓣接触的硅芯，提高了该处硅芯温度，降低了该处硅芯电阻，有利于击穿。经过实践证明，石墨夹瓣三瓣式切削的结构设计在使用上预热时间普遍在15min.，比传统的纯粹实体锥夹瓣要缩短10-15min。预热电功耗减少50%。其三石墨夹瓣保证夹瓣和硅芯的有效接触面和稳定性，硅芯稳定性好，硅芯/硅棒倒炉率低于1%。其四石墨底座结构设计保证底槽内圆斜锥面作为导电面接触良好，底槽外圆斜锥面的设计，保证石墨底座在还原炉运行中受热膨胀被缓冲间距缓冲，保证石墨底座不受应力挤压损坏。其五石墨底座和石墨夹盖理想结合，保证硅棒沉积长粗后能和石墨夹盖接触，石墨夹盖又能为硅棒提供支撑，保证硅棒稳定。其六石墨底座重复利用率高，由于三件套设计，硅棒最终生长后仅和石墨夹盖接触，在拆卸硅棒后，石墨损坏部分只有夹瓣和夹盖，而石墨底座丝毫未受损。在移除夹盖和夹瓣后，石墨底座仍可重复使用，重复使用率达到80%。比传统的石墨结构大大降低了成本。
四
附图1为本实用新型还原炉石墨电极的工作状态装配图。附图2为本实用新型还原炉石墨电极的剖视图。附图3为为本实用新型还原炉石墨电极的俯视图。附图4为为本实用新型还原炉石墨电极的仰视图。附图5为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨底座的立体图。附图6为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨底座的剖视图。附图7为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨夹盖立体图。附图8为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨夹盖剖视图。附图9为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨夹瓣的立体图。附图10为为本实用新型还原炉石墨电极的石墨夹瓣的单瓣结构图。
五具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型具体实施方式
作进一步的说细描述参照附图，本实用新型还原炉石墨电极，它由石墨底座5、石墨夹盖3、石墨夹瓣2、 硅芯1构成，石墨底座5的顶部带螺纹，石墨夹盖3的内部带有螺纹，石墨底座5和石墨夹盖3匹配夹持石墨夹瓣2，石墨夹瓣2整体为圆锥形，石墨夹瓣2的中孔8为夹持硅芯1孔， 硅芯1置于中孔8中，石墨夹瓣2再夹紧硅芯1。所述石墨底座5底部为圆槽设计，其分别设计有外圆斜锥面6、内圆斜锥面7和中心小孔4，内圆斜锥面7为导电接触面，外圆斜锥面 6不作为导电接触面，中心小孔4为石墨底座5是受热膨胀缓冲孔。所述石墨夹瓣2的夹瓣整体为圆锥形，中孔8为夹持硅芯1孔，石墨夹瓣2的夹瓣三等分切削为三瓣，对硅芯1的三个方向夹紧固定硅芯。
权利要求1.一种多晶硅生产中的还原炉石墨电极，它由石墨底座(5)、石墨夹盖(3)、石墨夹瓣 O)、硅芯(1)构成，其特征在于石墨底座(5)的顶部带螺纹，石墨夹盖(3)的内部带有螺纹，石墨底座(5)和石墨夹盖(3)匹配夹持石墨夹瓣O)，石墨夹瓣(2)整体为圆锥形，石墨夹瓣O)的中孔(8)为夹持硅芯(1)孔，硅芯(1)置于中孔(8)中，石墨夹瓣(2)再夹紧硅芯(1)。
2.如权利要求所述的还原炉石墨电极，其特征在于石墨底座(5)底部为圆槽设计，其分别设计有外圆斜锥面(6)、内圆斜锥面(7)和中心小孔0)，内圆斜锥面(7)为导电接触面，外圆斜锥面(6)不作为导电接触面，中心小孔(4)为石墨底座( 是受热膨胀缓冲孔。
3.如权利要求所述的还原炉石墨电极，其特征在于石墨夹瓣O)的夹瓣整体为圆锥形，中孔(8)为夹持硅芯(1)孔，石墨夹瓣O)的夹瓣三等分切削为三瓣，对硅芯(1)的三个方向夹紧固定硅芯。
专利摘要本实用新型涉及一种还原炉石墨电极，它属于多晶硅生产领域。它由石墨底座、石墨夹盖、石墨夹瓣、硅芯构成，石墨底座的顶部带螺纹，石墨夹盖的内部带有螺纹，石墨底座和石墨夹盖匹配夹持石墨夹瓣，石墨夹瓣整体为圆锥形，石墨夹瓣的中孔为夹持硅芯孔，硅芯置于中孔中，石墨夹瓣再夹紧硅芯。本实用新型其具有优点一、降低硅芯和石墨电极的接触电阻，缩短预热时间，降低功耗；二、增加石墨电极对夹持硅芯的竖直度，保证硅棒直径最大化，提高稳定性；三、新的石墨结构设计提高石墨件重复利用率，降低成本。
文档编号C01B33/021GK202124490SQ20112027245
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月21日 优先权日2011年7月21日
发明者何克周, 刘建中, 叶军, 尹敏, 张玉泉, 李波 申请人:陕西天宏硅材料有限责任公司