一种制备管状晶体材料的坩埚的制作方法

【技术领域】

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种制备管状晶体材料的坩埚。

背景技术：

已知的，新材料产业具有技术高度密集，研究与开发投入高，产品的附加值高，生产与市场的国际性强，以及应用范围广，发展前景好等特点，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济，社会发展，科技进步和国防实力的重要标志，世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。以靶材为例，基于物理气相沉积原理的溅射镀膜工艺，已广泛应用于液晶显示设备、太阳能电池、太阳能真空管、半导体芯片等技术领域；而旋转型靶材是溅射镀膜工艺中常用的一种镀膜耗材，旋转型靶材一般由管状金属基材和镀膜材料层构成，正常做法是在管状金属基材外表面进行表面清洗或者吹砂完后就直接喷涂镀膜材料层，这种产品存在的问题是由于是喷涂作业，材料的致密度无法达到材料的理论密度。在使用过程中，其使用寿命会降低。同时由于致密度较低，在镀膜过程中需要降低功率使用，进而影响了生产效率；同时由于喷涂工艺的具体要求，其所使用的硅粉的纯度不够，进而导致靶材的整体纯度较低进而影响镀膜质量。

另一种工艺是在一个完整的锭型或棒形材料上用掏料装置掏出一个空心管料，通过磨抛加工后将管料绑定在管状金属基材上，该工艺具有生产效率低，生产成本高及由于掏料工艺限制管料长度较短等缺点，成本限制无法得到大范围的推广和应用，因此，制备管状晶体的装置就成了本领域技术人员的研究方向，而在整个装置中，坩埚是其中的重要部件之一，那么，如何提供一种制备管状晶体材料的坩埚就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的不足，本发明公开了一种制备管状晶体材料的坩埚，本发明通过在坩埚内套的上方设置过渡件，然后在过渡件上设置硅料放置槽，可以实现多晶硅料在加料过程中使多晶硅料平稳的加到坩埚熔化区域内，坩埚内的固体颗粒在硅料放置槽内熔化成熔液，熔液依次经上流液孔、下流液孔和流料槽流出到管状籽晶上，进而实现管状晶体的拉制，本发明具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种制备管状晶体材料的坩埚，包括坩埚外套、过渡件和坩埚内套，在所述坩埚外套的底部设有坩埚内套，在坩埚内套的外缘面与坩埚外套内缘面之间设有流料槽，在坩埚内套上方的坩埚外套内缘面上设有过渡件，所述过渡件的外缘面与坩埚外套内缘面之间设有下流液孔形成所述的制备管状晶体材料的坩埚。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述过渡件的上端面设有向上延伸的硅料放置槽，在所述硅料放置槽外缘面的下部设有复数个上流液孔。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述过渡件包括圆环形主体和半球形盖，在所述圆环形主体的上端设有半球形盖形成半球形过渡件。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述过渡件的替换结构为过渡件包括圆环形主体和锥形盖，在所述圆环形主体的上端设有锥形盖形成锥形过渡件。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述流料槽的宽度为0.01mm～10mm。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述流料槽的替换结构为在坩埚内套的底部或坩埚外套内缘面的底部设有复数个流料孔，复数个流料孔呈圆形排列。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述流料孔的直径为0.01mm～10mm。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述坩埚外套的内缘面上设有支撑环，在所述支撑环上间隔设有复数个下流液孔。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述坩埚内套的上面设有向上延伸的环形挡环。

所述的制备管状晶体材料的坩埚，所述坩埚内套的下面设有凹槽。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在坩埚内套的上方设置过渡件，然后在过渡件上设置硅料放置槽，可以实现多晶硅料在加料过程中使多晶硅料平稳的加到坩埚熔化区域内，避免了因加料时引起的熔液表面波动严重的状况，然后在坩埚内套的外缘面与坩埚外套内缘面之间设置流料槽，坩埚内的固体颗粒在硅料放置槽内熔化成熔液，熔液依次经上流液孔、下流液孔和流料槽流出到管状籽晶上，进而实现管状晶体的拉制，本发明具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

【附图说明】

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的剖视结构示意图；

图3是本发明的另一立体结构示意图；

图4是图3的剖视结构示意图；

在图中：1、连接环；2、坩埚外套；3、硅料放置槽；4、过渡件；5、支撑环；6、坩埚内套；7、梯形面；8、凹槽；9、流料槽；10、下流液孔；11、上流液孔。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。

首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图1～4所述的一种制备管状晶体材料的坩埚，包括坩埚外套2、过渡件4和坩埚内套6，在所述坩埚外套2外缘面的上端头设有向上延伸的连接环1，在坩埚外套2外缘面的底部设有梯形面7或锥形面，设置梯形面7或锥形面的目的是为了防止从流料槽9流出的熔液沿坩埚外套2的底面流向坩埚外套2的外缘面，然后从坩埚外套2的外缘面流向管状籽晶的外部，通过设置梯形面7或锥形面还可以限制制备管状晶体材料的外径，在所述坩埚外套2的底部设有坩埚内套6，在坩埚内套6的外缘面与坩埚外套2内缘面之间设有流料槽9，所述流料槽9的宽度为0.01mm～10mm，在所述坩埚内套6的下面设有凹槽8，设置凹槽8的目的是为了限制所制备管状晶体材料的内径尺寸，也就是说，当凹槽8的直径设置为70mm时，那么所制备管状晶体材料的内径尺寸也是70mm，具体实施时，所述坩埚外套2与坩埚内套6可以设置为一体的桶形结构，然后在桶形结构桶底的下面设置向上凹陷的环形凹槽，在环形凹槽的槽底设置复数个贯通至桶形结构桶底上面的孔，由孔和环形凹槽形成流料槽9，或者将坩埚外套2与坩埚内套6设置为分体结构，在坩埚外套2内缘面与坩埚内套6外缘面之间间隔设置复数个连接块使坩埚外套2与坩埚内套6连接为一体；进一步，在坩埚内套6上方的坩埚外套2内缘面上设有过渡件4，具体实施时，如图1和3所示，所述坩埚外套2的内缘面上设有支撑环5，在所述支撑环5上间隔设有复数个下流液孔10，在所述过渡件4的上端面设有向上延伸的用于放置硅料的硅料放置槽3，在所述硅料放置槽3外缘面的下部设有复数个上流液孔11，所述过渡件4包括圆环形主体和半球形盖，在所述圆环形主体的上端设有半球形盖形成半球形过渡件，所述过渡件4的替换结构为过渡件4包括圆环形主体和锥形盖，在所述圆环形主体的上端设有锥形盖形成锥形过渡件，所述过渡件4的外缘面与坩埚外套2内缘面之间设有下流液孔10形成所述的制备管状晶体材料的坩埚。

进一步，所述流料槽9的替换结构为在坩埚内套6的底部或坩埚外套2内缘面的底部设有复数个流料孔，复数个流料孔呈圆形排列，所述流料孔的直径为0.01mm～10mm。

进一步，为了防止熔液流向坩埚内套6上面的中部，在所述坩埚内套6的上面设有向上延伸的环形挡环。

进一步，为了减少硅料熔液与石墨接触的面积，可以将过渡件4的材料选择为石英，硅料放置槽3的材料也可以选择为石英，还可以在坩埚外套2的内壁镶嵌一层石英。

本发明在具体实施时，将多晶硅料加到硅料放置槽3内，启动坩埚外围设置的加热器，在加热器对坩埚加热的作用的下多晶硅料在硅料放置槽3内熔化成熔液，熔液依次经上流液孔11、下流液孔10和流料槽9流到管状籽晶上，进而实现管状晶体的拉制。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。