制作石英坩埚用石墨电极的保护装置的制作方法

本实用新型涉及用于拉制单晶硅棒的石英坩埚的制造领域，尤其涉及一种制作石英坩埚用石墨电极的保护装置。

背景技术：

石英玻璃坩埚是拉制太阳能、半导体单晶硅棒的重要辅件。在石英坩埚的制作过程中，一般采用电弧高温熔融法生产石英坩埚。其生产过程是通过利用石墨电极放电产生的电弧，熔融在特定形状模具内的石英砂而得到的。在坩埚的熔融过程中，随着电极的燃烧，石墨电极整个直径不断变小，对一组电极后面制作的石英坩埚的质量稳定性造成了很大的影响。

另一方面，由于电弧的温度很高，坩埚内表面会被部分气化，产生二氧化硅蒸汽，当蒸汽遇到石墨电极温度较低的区域时，会重新凝结成二氧化硅固体而沉积到石墨电极表面，由于沉积物与电极材质不同，其附着能力比较低，随着沉积物的增多，在机械振动、气流和电弧的影响下，会部分脱落，掉落在坩埚内表面被电弧重新融化。形成固态附着物或类似“白点”的结构，这些沉积物结构会带有杂质。这些杂质在单晶硅拉制过程中，在高温状态下，有促进这些结构附近区域二氧化硅向晶态转变的可能，在硅熔体侵蚀的作用下，这些晶态二氧化硅易于从坩埚本体上脱落，将杂质释放到硅液中，严重影响单晶的拉制及晶棒的质量。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作石英坩埚用石墨电极的保护装置，目的在于防止在制作石英坩埚过程中，整根石墨电极都在燃烧，从而整根石墨电极直径变细，影响一组石墨电极后面制作石英坩埚的质量稳定性，并且能够有效防止减少乃至消除石墨电极温度较低的区域，从而有效防止减少乃至消除石英坩埚“白点”和附着物的缺陷，从而提高坩埚的质量和合格率，进而提高拉晶率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种制作石英坩埚用石墨电极的保护装置，包括陶瓷销、石墨接头、石墨电极、上石英套管、下石英套管、定位孔和固定孔，上石英套管和下石英套管为同心异径且两端开口的的圆筒状结构，上石英套管的管径大于下石英套管的管径，上石英套管的一端向下直角延伸出一个挡环A，下石英套管的一端向上直角延伸出一个挡环B，挡环B与挡环A接触，使得下石英套管设置在上石英套管的一端，与下石英套管管径相匹配的石墨电极设置在下石英套管内，石墨电极的一端暴露在下石英套管外，且另一端与石墨接头螺纹连接后设置在上石英套管内，石墨电极的外螺纹与石墨接头内螺纹相匹配，石墨接头两侧对称设置有带内螺纹的固定孔，上石英套管两侧分别对称设置有一排定位孔，一对带外螺纹的陶瓷销分别依次穿过定位孔和固定孔，即将固定有石墨电极的石墨接头与上石英套管固定。

最优的，所述一排定位孔与定位孔之间的间隔是10～50毫米。

最优的，所述石墨电极暴露在下石英套管外部分的长度为100～200毫米。

最优的，所述上石英套管和下石英套管均为石英材料制成。

最优的，所述一对陶瓷销包括陶瓷销A和陶瓷销B，陶瓷销A包括头部A、设置有外螺纹的身部A和直径小于身部A的突出尾部，陶瓷销B包括头部B、设置有外螺纹的身部B和凹陷尾部，凹陷尾部形成的凹陷与突出尾部相匹配。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的制作石英坩埚用石墨电极的保护装置，使用了石英套管、陶瓷销、定位孔等结构使得石墨电极在制作坩埚时只暴露一部分在外面，每次制作坩埚都可以将石墨电极移动出一部分，从而不会整根石墨电极在燃烧变细，也不会将石墨电极温度较低的区域暴露，从而保护石墨电极，进而提高坩埚的质量和合格率，最终提高拉晶率。

附图说明

附图1是制作石英坩埚用石墨电极的保护装置的结构示意图。

附图2是上石英套管和下石英套管的结构示意图。

附图3是石墨接头和陶瓷销的结构示意图。

图中：陶瓷销10、石墨接头20、石墨电极30、上石英套管40、下石英套管50、定位孔60和固定孔70。

具体实施方式

结合本实用新型的附图，对实用新型实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

制作石英坩埚用石墨电极30的保护装置，包括陶瓷销10、石墨接头20、石墨电极30、上石英套管40、下石英套管50、定位孔60和固定孔70，上石英套管40和下石英套管50均为石英材料制成。

上石英套管40和下石英套管50为同心异径且两端开口的的圆筒状结构，上石英套管40的管径大于下石英套管50的管径，上石英套管40的一端向下直角延伸出一个挡环A，下石英套管50的一端向上直角延伸出一个挡环B，挡环B与挡环A接触，使用的时候下石英套管50从上石英套管40的一端进入，且从上石英套管40另一端伸出，即下石英套管50设置在上石英套管40的一端。

与下石英套管50管径相匹配的石墨电极30设置在下石英套管50内，石墨电极30的一端暴露在下石英套管50外，且另一端与石墨接头20螺纹连接后设置在上石英套管40内，且石墨电极30暴露在下石英套管50外部分的长度为100～200毫米，石墨电极30的外螺纹与石墨接头20内螺纹相匹配。

在制作下一个坩埚前，移动上石英套管40，让石墨电极30暴露在下石英套管50外部分的长度达到100～200毫米，在移动到一定位置后，可以将下石英套管50去除。

石墨接头20两侧对称设置有带内螺纹的固定孔70，上石英套管40两侧分别对称设置有一排定位孔60，一排定位孔60与定位孔60之间的间隔是10～50毫米，一对带外螺纹的陶瓷销10分别依次穿过定位孔60和固定孔70，即将固定有石墨电极30的石墨接头20与上石英套管40固定，一对陶瓷销10包括陶瓷销A和陶瓷销B，陶瓷销A包括头部A、设置有外螺纹的身部A和直径小于身部A的突出尾部，陶瓷销B包括头部B、设置有外螺纹的身部B和凹陷尾部，凹陷尾部形成的凹陷与突出尾部相匹配，即一对带外螺纹的陶瓷销10，陶瓷销A和陶瓷销B分别依次穿过定位孔60和固定孔70后彼此之间通过突出尾部和凹陷尾部对接的方式连接。

本实用新型提供的制作石英坩埚用石墨电极30的保护装置，使得石墨电极30在制作坩埚时只暴露一部分在外面，每次制作坩埚都将石墨电极30移动出一部分，从而不会整根石墨电极30在燃烧变细，也不会将石墨电极30温度较低的区域暴露，从而保护石墨电极30，进而提高坩埚的质量和合格率，最终提高拉晶率。