一种大直径石英坩埚模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石英坩埚，具体涉及一种大直径石英坩埚模具。
【背景技术】
[0002] 目前国内石英坩埚生产还停留在22寸-24寸生产，大尺寸28寸-32寸石英坩埚 还依赖进口，国内生产大尺寸石英坩埚的工艺还不成熟，在生产过程中遇到各种各样的问 题，包含熔制时石英坩埚外形不达标、石英坩埚内表面玻璃化程度低导致拉晶变形等，主要 原因还是制造大尺寸石英坩埚时熔制的关键因素温度不能达到合理要求，大尺寸石英坩埚 与小尺寸石英坩埚的明显区别在于坩埚的外径大、壁厚厚，正常工艺熔制时，由于电极与模 具内壁的距离Dl比熔制小尺寸时的大（如图3和图4所示），电极产生的温度在大尺寸模 具内不能充分将模具内表面的原料融化，模具上口的温度流失大，延长熔制时间能源消耗 大效果不明显，导致石英坩埚外形尺寸很难形成，内表面的玻璃化程度也会相应的降低，导 致坩埚品质下降，在拉制单晶过程中石英坩埚容易出现很多问题，变形、析晶、易断线等。
【发明内容】
[0003] 发明目的：本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种大直径石英坩 埚模具。
[0004] 技术方案：本发明所述的一种大直径石英坩埚模具，包括不锈钢水冷模具、石墨模 具、石英砂料层以及保温圈，所述石墨模具设置于不锈钢水冷模具内部，石墨模具的内壁处 覆有石英砂料层，石墨模具上方设置有保温圈，所述保温圈为耐高温材质制成的保温圈，保 温圈的外径比石英砂料层的外径大100mm，保温圈的厚度为10mm，保温圈的高度为100~ 150mm. 〇
[0005] 进一步的，所述保温圈在石英坩埚电弧熔制过程中保持置于石墨模具上口，保温 圈与石墨模具之间的距离为小于l〇mm。
[0006] 进一步的，所述保温圈由石墨或石英制成。
[0007] 进一步的，还包括石墨电极，所述石墨电极穿过保温圈后置于石英砂料层中，每根 石墨电极之间呈正三角形分布，每根石墨电极的底端与石墨模具内壁之间的距离为10~ 20cm〇
[0008] 有益效果：本发明在大尺寸石英坩埚的熔制过程中增加保温圈，能够充分提高坩 埚熔制温度，保证石英坩埚外形尺寸，提高坩埚内表面玻璃化结构，大大提高了石英坩埚的 质量。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的结构示意图；
[0010] 图2为本发明中保温圈的结构；
[0011] 图3为本发明中保温圈与石墨模具之间的安装示意图；
[0012] 图4为本发明的俯视图；
[0013] 图5为本发明的石墨电极的示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施 例。
[0015] 如图1至图5所示，本发明所述的一种大直径石英坩埚模具，包括不锈钢水冷模 具、石墨模具、石英砂料层以及保温圈，所述石墨模具设置于不锈钢水冷模具内部，石墨模 具的内壁处覆有石英砂料层，石墨模具上方设置有保温圈，所述保温圈为耐高温材质制成 的保温圈，保温圈的外径比石英砂料层的外径大1〇〇_，保温圈的厚度为1〇_，保温圈的高 度为 100 ~150mm.。
[0016] 其中，保温圈在石英坩埚电弧熔制过程中保持置于石墨模具上口，保温圈与石墨 模具之间的距离为小于IOmm ;保温圈由石墨或石英制成。
[0017] 并且，本发明中还包括石墨电极，所述石墨电极穿过保温圈后置于石英砂料层中， 每根石墨电极之间呈正三角形分布，每根石墨电极的底端与石墨模具内壁之间的距离为 10 ~20cm。
[0018] 实施例1 :
[0019] 本实施中，熔制28寸石英坩埚，28寸石英坩埚的尺寸要求如表1 :
[0020] 表 1
[0021] 外径 |706-710mm~ 壁厚 15-18mm 高度 420mm
[0022] 同时，选择石墨和石英等耐高温材料制作保温圈，保温圈的外径要求大于熔制石 英坩埚尺寸的100mm，厚度l〇mm，高度100_150mm，本实施例中，保温圈的具体参数如表2 :
[0023] 表 2
[0024] 外径 1806-810~ MS To WM Too
[0025] 保温圈在熔制过程中一直保持放在模具上口，与模具的间隙a控制在IOmm以内。
[0026] 本发明能够防止石墨模具口的温度流失过快，具有良好的保温效果。
【主权项】
1. 一种大直径石英坩埚模具，其特征在于：包括不锈钢水冷模具、石墨模具、石英砂料 层以及保温圈，所述石墨模具设置于不锈钢水冷模具内部，石墨模具的内壁处覆有石英砂 料层，石墨模具上方设置有保温圈，所述保温圈为耐高温材质制成的保温圈，保温圈的外径 比石英砂料层的外径大1〇〇_，保温圈的厚度为1〇_，保温圈的高度为100~150mm.。2. 根据权利要求1所述的大直径石英坩埚模具，其特征在于：所述保温圈在石英坩埚 电弧熔制过程中保持置于石墨模具上口，保温圈与石墨模具之间的距离为小于l〇mm。3. 根据权利要求1所述的大直径石英坩埚模具，其特征在于：所述保温圈由石墨或石 英制成。4. 根据权利要求1所述的大直径石英坩埚模具，其特征在于：还包括石墨电极，所述石 墨电极穿过保温圈后置于石英砂料层中，每根石墨电极之间呈正三角形分布，每根石墨电 极的底端与石墨模具内壁之间的距离为10~20cm。
【专利摘要】本发明公开一种大直径石英坩埚模具，包括不锈钢水冷模具、石墨模具、石英砂料层以及保温圈，所述石墨模具设置于不锈钢水冷模具内部，石墨模具的内壁处覆有石英砂料层，石墨模具上方设置有保温圈，所述保温圈为耐高温材质制成的保温圈，保温圈的外径比石英砂料层的外径大100mm，保温圈的厚度为10mm，保温圈的高度为100～150mm。本发明在大尺寸石英坩埚的熔制过程中增加保温圈，能够充分提高坩埚熔制温度，保证石英坩埚外形尺寸，提高坩埚内表面玻璃化结构，大大提高了石英坩埚的质量。
【IPC分类】C03B20/00
【公开号】CN105060686
【申请号】CN201510507672
【发明人】刘福鸿, 冯涛
【申请人】江苏华尔石英材料股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月18日