一种单晶炉用埚帮的制作方法

本实用新型涉及单晶硅制造设备技术领域，尤其涉及一种单晶炉用埚帮。

背景技术：

随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响日益严重，晶体硅太阳能电池在改变能源结构、缓解环境压力等方面的作用日益凸显，而单晶硅作为晶体硅太阳能电池的重要基础材料之一，有着广泛的市场需求。

现有技术中，多采用直拉法制备单晶硅，使用直拉法生产制造单晶硅晶体需要一种密闭的单晶炉体，并且在单晶炉内存在热场，由于在拉晶过程中，需要将高纯度的多晶硅料熔融在石英坩埚中，炉内温度高达1500℃～1600℃，石英坩埚在高温下发生软化，因而需要使用埚帮作为坩埚的支撑部件，常用的埚帮材质为石墨或者碳碳材质。

但是，在现有技术中，炉内的氧气与埚帮中的碳元素发生反应，从而导致埚帮发生腐蚀而变薄，使得埚帮强度降低，容易产生裂缝导致埚帮破裂，从而降低了埚帮的使用寿命，增大了单晶硅制备过程中的事故风险。

技术实现要素：

本实用新型提供一种单晶炉用埚帮，以解决现有技术中由于单晶炉内的氧气对埚帮的腐蚀，导致埚帮强度降低，进一步发生破裂，使得埚帮使用寿命较短，以及单晶硅制备过程中事故风险较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种单晶炉用埚帮，所述单晶炉用埚帮包括：

一端开口的埚帮主体，以及设置在所述埚帮主体外侧的加强结构；

所述加强结构包括多条第一加强筋和多条第二加强筋，所述多条第一加强筋沿所述埚帮主体的周向相互平行设置，所述多条第二加强筋沿所述埚帮主体的轴向相互平行设置；

所述第一加强筋为横截面为第一预设形状的环状结构；

所述第二加强筋为横截面为第二预设形状的柱状结构；

所述第一加强筋和所述第二加强筋在所述埚帮主体的外侧相交。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋在所述埚帮主体外侧垂直相交，所述第一加强筋的轴线与所述埚帮主体的轴线重合。

可选的，所述第一加强筋的数量为3条，所述第一加强筋沿所述埚帮主体的轴线方向等间距设置。

可选的，所述第二加强筋的数量为4条，所述第二加强筋沿所述埚帮主体的周向等间距设置。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋为碳碳复合材料，在所述埚帮主体为所述碳碳复合材料的情况下，所述第一加强筋和所述第二加强筋的碳纤维的含量，大于所述埚帮主体的碳纤维含量。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋的碳纤维的含量，与所述埚帮主体的碳纤维含量的差值在0至1.6克/立方厘米的范围内。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋的高度为4毫米，所述第一加强筋和所述第二加强筋的宽度为10毫米。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋与所述埚帮主体相交的部位，设置有圆角结构。

可选的，所述第一加强筋和所述第二加强筋与所述埚帮主体相交的两边，设置有出模角。

可选的，所述第一预设形状包括半圆形、三角形、梯形和矩形中的任意一种，所述第二预设形状包括半圆形、三角形、梯形和矩形中的任意一种。

本实用新型提供的一种单晶炉用埚帮，包括：一端开口的埚帮主体，以及设置在埚帮主体外侧的加强结构；加强结构包括多条第一加强筋和多条第二加强筋，多条第一加强筋沿埚帮主体的周向相互平行设置，多条第二加强筋沿埚帮主体的轴向相互平行设置；第一加强筋为横截面为第一预设形状的环状结构；第二加强筋为横截面为第二预设形状的柱状结构；第一加强筋和第二加强筋在埚帮主体的外侧相交。本实用新型通过在埚帮主体的外侧设置多条第一加强筋和多条第二加强筋，从而提高了埚帮的强度，减缓了埚帮中裂纹的扩展速度，有利于增加埚帮的使用寿命，并降低了单晶硅制备过程中的事故风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮的结构示意图；

图3是本实用新型实施例图2中b部分的放大示意图；

图4是本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图；

图5是本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图；

图6是本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图。

附图标记说明：

10-埚帮主体，20-加强结构，201-第一加强筋，202-第二加强筋，2011-圆角结构，2012-出模角。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本实用新型提供的一种单晶炉用埚帮。

参照图1，示出了本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮的立体结构示意图，该单晶炉用埚帮包括一端开口的埚帮主体10，以及设置在埚帮主体10外侧的加强结构20，其中，加强结构20可以包括多条第一加强筋201和多条第二加强筋202。

具体的，多条第一加强筋201在埚帮主体10的外侧，沿埚帮主体10的周向设置，且多条第一加强筋201之间相互平行，多条第二加强筋202在埚帮主体10的外侧，沿埚帮主体10的轴向设置，且多条第二加强筋202之间相互平行。进一步的，第一加强筋201和第二加强筋202在埚帮主体10的外侧相交，从而形成埚帮的加强结构20。

在本实用新型实施例中，埚帮主体的材质可以为石墨材质，也可以为碳碳复合材料，埚帮在单晶炉中处于工作状态时，由于单晶炉内处于高纯氩气气氛，会对埚帮产生腐蚀，埚帮由于腐蚀而变薄，容易在埚帮内部产生裂缝，在埚帮主体的外侧制备包括第一加强筋和第二加强筋的加强结构，可以降低埚帮主体内部裂缝的扩展速度，使埚帮整体不易破裂，可以有效的提高埚帮的整体强度，延长埚帮从局部产生裂缝至整体破裂报废的时间，提高埚帮的使用寿命，并降低单晶硅制备过程中因埚帮破裂而引起的事故风险。

进一步的，参照图1，第一加强筋201可以为横截面为第一预设形状的环状结构，第一加强筋201的轴线可以与埚帮主体10的轴线重合，也可以与埚帮主体10的轴线具有一定的夹角。

第二加强筋202可以为横截面为第二预设形状的柱状结构，第二加强筋202的轴线可以与埚帮主体10的轴线相互平行，也可以与埚帮主体10的轴线具有一定的夹角。

在本实用新型实施例中，第一预设形状与第二预设形状可以是相同的形状，也可以是不同的形状。

进一步的，多条第一加强筋201和多条第二加强筋202在埚帮主体10的外侧相交，在本实用新型实施例中，第一加强筋201和第二加强筋202可以相互垂直相交，也可以以其他角度在埚帮主体10的外侧相交。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮，包括：一端开口的埚帮主体，以及设置在埚帮主体外侧的加强结构；加强结构包括多条第一加强筋和多条第二加强筋，多条第一加强筋沿埚帮主体的周向相互平行设置，多条第二加强筋沿埚帮主体的轴向相互平行设置；第一加强筋为横截面为第一预设形状的环状结构；第二加强筋为横截面为第二预设形状的柱状结构；第一加强筋和第二加强筋在埚帮主体的外侧相交。本实用新型通过在埚帮主体的外侧设置多条第一加强筋和多条第二加强筋，从而提高了埚帮的强度，减缓了埚帮中裂纹的扩展速度，有利于增加埚帮的使用寿命，并降低了单晶硅制备过程中的事故风险。

可选的，参照图1，第一加强筋201与第二加强筋202在埚帮主体10的外侧垂直相交，并且第一加强筋201的轴线与埚帮主体10的轴线相互重合，因而，第二加强筋202的轴线与埚帮主体10的轴线相互平行。

具体的，参照图2，示出了本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮的结构示意图，第一加强筋201在埚帮主体10的外侧，呈环状结构，并且第一加强筋201的轴线与埚帮主体10的轴线a相互重合，第二加强筋202在埚帮主体10的外侧，呈柱状结构，并且第二加强筋202的轴线与埚帮主体10的轴线a相互平行，第一加强筋201与第二加强筋202在埚帮主体10的外侧垂直相交。具有上述结构的埚帮结构相对较为规则，对应的模具结构简单，易于生产制造。

可选的，第一加强筋的数量可以为3条，并且，第一加强筋沿埚帮主体的轴线方向等间距设置，若第一加强筋的数量较少，则不能达到通过第一加强筋提高埚帮强度的目的，若第一加强筋的数量较多，则使得埚帮结构复杂，因而需要设计较为复杂的模具，使得生产难度较高，成本增大。

在本实用新型实施例中，可以根据埚帮的尺寸，确定埚帮主体外侧设置的第一加强筋的数量，在保证埚帮结构合理的情况下，达到提高埚帮强度，延长埚帮使用寿命的目的。

可选的，第二加强筋的数量可以为4条，并且，第二加强筋沿埚帮主体的周向等间距设置，若第二加强筋的数量较少，则不能达到通过第二加强筋提高埚帮强度的目的，若第二加强筋的数量较多，则使得埚帮结构复杂，因而需要设计较为复杂的模具，使得生产难度较高，成本增大。

在本实用新型实施例中，可以根据埚帮的尺寸，确定埚帮主体外侧设置的第二加强筋的数量，在保证埚帮结构合理的情况下，达到提高埚帮强度，延长埚帮使用寿命的目的。

可选的，第一加强筋和第二加强筋可以为碳碳复合材料，且第一加强筋和第二加强筋的碳纤维含量为2.0至3.0克/立方厘米。

在本实用新型实施例中，第一加强筋和第二加强筋可以为碳碳复合材料，同时，埚帮主体也可以为碳碳复合材料，并且，第一加强筋和第二加强筋中碳纤维的含量，可以与埚帮主体中碳纤维的含量相同，也可以大于埚帮主体中碳纤维的含量，一般情况下，埚帮主体的碳纤维含量为1.4至2.0克/立方厘米，即第一加强筋和所述第二加强筋的碳纤维的含量，与所述埚帮主体的碳纤维含量的差值在0至1.6克/立方厘米的范围内。

具体的，在第一加强筋和第二加强筋中碳纤维的含量，与埚帮主体中碳纤维的含量相同的情况下，可以采用一体成型技术，将埚帮主体和第一加强筋、第二加强筋制造为一体结构，例如，可以采用包括埚帮主体、第一加强筋和第二加强筋对应结构的模具，一次成型，制造出具有第一加强筋和第二加强筋的埚帮主体，得到单晶炉用埚帮，该制造过程简单、省时。

此外，在第一加强筋和第二加强筋中碳纤维的含量，大于埚帮主体中碳纤维的含量的情况下，即第一加强筋和第二加强筋的碳纤维的含量为2.0至3.0克/立方厘米，而埚帮主体中碳纤维的含量为1.4至2.0克/立方厘米，由于埚帮主体的组成与第一加强筋和第二加强筋的组成不同，因而不能采用一体成型技术制造该单晶炉用埚帮，需要先制备得到埚帮主体，然后在埚帮主体的外侧制备出第一加强筋和第二加强筋，最终得到单晶炉用埚帮。

需要说明的是，由于第一加强筋和第二加强筋中碳纤维的含量，大于埚帮主体中碳纤维的含量，因而可以更有效的降低埚帮主体内部裂缝的扩展速度，增加埚帮的弹性模量，使埚帮不易破裂，进而可以更有效的提高埚帮的强度，提高埚帮的使用寿命，降低单晶硅制备过程中的事故风险。

可选的，第一加强筋和第二加强筋的高度可以为4毫米，所述高度为第一加强筋和第二加强筋，沿埚帮主体的径向高出埚帮主体表面的尺寸；第一加强筋和第二加强筋的宽度可以为10毫米，所述宽度为第一加强筋和第二加强筋，沿埚帮主体的轴向高出埚帮主体表面的的尺寸。

可选的，参照图3，示出了本实用新型实施例图2中b部分的放大示意图，第一加强筋201与埚帮主体10相交的部位，可以设置有圆角结构2011，以消除第一加强筋201与埚帮主体10相交的部位的应力集中。

同样的，第二加强筋与埚帮主体相交的部位，也可以设置有圆角结构，以消除第二加强筋与埚帮主体相交的部位的应力集中。

可选的，参照图4，示出了本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图，第一加强筋201的与埚帮主体10相交的两条侧边，可以设置有出模角2012，从而在制备具有第一加强筋的埚帮时，可以降低脱模时的摩擦力，降低制备过程的难度。

同样的，第二加强筋与埚帮主体相交的两条侧边，也可以设置有出模角，从而在制备具有第二加强筋的埚帮时，可以降低脱模时的摩擦力，降低制备过程的难度。

可选的，第一加强筋可以为横截面为第一预设形状的环状结构，所述第一预设形状可以包括：半圆形、三角形、梯形和矩形中的任意一种。

同样的，第二加强筋可以为横截面为第二预设形状的柱状结构，所述第二预设形状可以包括：半圆形、三角形、梯形和矩形中的任意一种。

具体的，具有矩形结构的第一加强筋或第二加强筋，由于第一加强筋或第二加强筋的侧边与埚帮主体的外侧面相互垂直，因此，易于夹持设备对埚帮进行夹持；参照图5，示出了本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图，第一加强筋的横截面为半圆形结构，相比于矩形结构，具有半圆形结构或梯形结构的第一加强筋或第二加强筋，其侧边与埚帮主体形成的夹角较大，因而可以降低第一加强筋或第二加强筋与埚帮主体相交的部位的应力集中；参照图6，示出了本实用新型实施例图2中b部分的另一种放大示意图，第一加强筋的横截面为三角形结构，相比于矩形结构，具有三角形结构的第一加强筋或第二加强筋，用料较少，可以节省埚帮的制造成本。

需要说明的是，第一预设形状与第二预设形状可以是相同的形状，也可以是不同的形状。

可选的，在具有加强结构的埚帮外表面，可以进行气相沉积，从而在埚帮外表面制备一层气相沉积层，使得埚帮外表面无毛刺、起皮、裂缝和凹槽等缺陷。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种单晶炉用埚帮，包括：一端开口的埚帮主体，以及设置在埚帮主体外侧的加强结构；加强结构包括多条第一加强筋和多条第二加强筋，多条第一加强筋沿埚帮主体的周向相互平行设置，多条第二加强筋沿埚帮主体的轴向相互平行设置；第一加强筋为横截面为第一预设形状的环状结构；第二加强筋为横截面为第二预设形状的柱状结构；第一加强筋和第二加强筋在埚帮主体的外侧相交。本实用新型通过在埚帮主体的外侧设置多条第一加强筋和多条第二加强筋，从而提高了埚帮的强度，减缓了埚帮中裂纹的扩展速度，有利于增加埚帮的使用寿命，并降低了单晶硅制备过程中的事故风险。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。