专利名称：一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺及其中使用的石英浆料的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷坩埚技术领域，具体涉及一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺及其中使用的石英浆料。
背景技术：
石英陶瓷坩埚是多晶铸锭中不可或缺的重要容器，其主要作用是承载多晶硅料在连续高温的环境中定向长晶排杂，需要该容器具有较好的热稳定性及高强度要求。目前主要的技术方案是采用双侧吸浆的方法。双侧吸浆方法使用双侧吸浆模具，该模具包括外模箱和内模箱，外模箱和内模箱之间的空隙为浆料浇注区，外模箱和内模箱之间空隙的形状决定了石英坩埚的形状。双侧吸浆方法是运用石膏毛细孔吸水特性，制成需要的模具形状， 同时混合几种不同颗粒大小的石英砂，制成浆料，浇注在模具中，利用石膏模具的吸水特性，最终制得产品，该方法主要缺点1、两侧吸浆会在毛坯中形成分层形象，影响坩埚的强度；2、毛坯为非均质体，缺陷较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，通过该工艺可以得到均质坯体，同时最终产品的密度更高，强度更大，热稳定性更好。本发明还要解决的技术问题是提供上述工艺中使用的石英浆料。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种石英浆料，它由高纯石英砂经加水球磨制备得到；该石英浆料的粒径分布为 DlO 2. 5-3. 5um, D50 :13_16um，D90 :48_53um ；水分含量为 14-16wt% ；pH 值为 7-8 ；电导率为 40-60us/cm，粘度为 250_400cps。上述石英浆料的制备方法，其特征在于将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10 15 1加入球磨机，加入石英原料A与B总重量的14-16%的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为Φ60 Φ50 Φ40 Φ30 = 1.4 1.6 1 1. 4 1. 6 1， 氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1. 5 2倍；球磨机转速为16-18转/分，球磨9-12小时；其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径<0.9mm0-10% ；0.9mm〈粒径< 2mm40-50% ；2mm 彡粒径< 5mm45-55% ；5mm 彡粒径0-5% ；其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径< 3mm3-8% ；3mm 彡粒径< 15mm45-48% ；15mm 彡粒径< 50mm 40-45% ；
50mm 彡粒径3-6% ；一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，该方法包括如下步骤(1)将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10 15 1加入球磨机，加入石英原料A与B总重量的14-16%的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为 Φ60 Φ50 Φ40 Φ30=1.4 1.6 1 1. 4 1. 6 1，氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1. 5 2倍；球磨机转速为16-18转/分，球磨9_12小时；其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径<0.9mm0-10% ；0.9mm 彡粒径< 2mm 40-50% ；2mm 彡粒径< 5mm45-55% ；5mm 彡粒径0-5% ；其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径< 3mm3-8% ；3mm 彡粒径 < 15mm45-48% ；15mm 彡粒径 < 50mm 40-45% ；50mm 彡粒径3-6% ；(2)将步骤(1)得到的石英浆料浇注单侧模具后，经10-11小时的吸浆成型，用吸尘器除去模具中心多余的浆料，脱模，毛坯在35-41°C、相对湿度40-50%条件下干燥4_5小时，再在90-110°C下烘干，经1150-1210°C烧结12-13个小时后得到最终的成品。本发明中，单侧吸浆工艺使用的单侧模具与双侧模具不同，单侧模具只包含一个外模箱，直接将浆料注入该外膜箱内，经过一段时间内壁吸浆成型后，与外模箱内壁接触或者接近的的浆料凝固成型，此时，再去除中心多余的未凝固的浆料，即可实现毛坯成型。由于单侧吸浆工艺的特殊性，对浆料的要求比较高，一股双侧吸浆工艺使用的浆料无法在单侧吸浆工艺中实现均勻成型。本发明中，所述的高纯石英原料A、高纯石英原料B或者高纯石英砂，其纯度都在 99. 96%以上。具体杂质含量和要求见表1。表1石英原料纯度要求
权利要求
1.一种石英浆料，其特征在于，它由高纯石英砂经加纯水球磨制备得到；该石英浆料的粒径分布为 DlO 2. 5-3. 5um, D50 :13_16um，D90 :48_53um ；水分含量为 14-16wt% ；pH 值为 7-8 ；电导率为 40-60us/cm，粘度为 250_400cps。
2.根据权利要求1所述的石英浆料，其特征在于，所述的高纯石英砂，其纯度在 99. 96% 以上。
3.权利要求1所述的石英浆料的制备方法，其特征在于将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10 15 1加入球磨机，加入石英原料A与B总重量的14-16%的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为Φ60 Φ50 Φ40 Φ30 = 1.4 1.6 1 1. 4 1.6 1，氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1.5 2倍；球磨机转速为16-18 转/分，球磨9-12小时；其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径< 0.9mm0-10% ；0. 9mm 彡粒径< 2mm40-50% ；2mm ；^粒径< 5mm45-55% ；5mm彡粒径0-5% ；其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径 < 3mm3-8% ；3mm 彡粒径 < 15mm45-48% ；15mm 彡粒径 < 50mm40-45% ；50mm彡粒径3-6% ；
4.根据权利要求3所述的石英浆料的制备方法，其特征在于，高纯石英原料A和高纯石英原料B的纯度都在99. 96%以上。
5.一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，其特征在于该方法包括如下步骤(1)将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10 15 1加入球磨机， 加入石英原料A与B总重量的14-16%的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为 Φ60 Φ50 Φ40 Φ30 = 1.4 1.6 1 1. 4 1. 6 1，氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1. 5 2倍；球磨机转速为16-18转/分，球磨9_12小时；其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径< 0.9mm0-10% ；·0. 9mm 彡粒径< 2mm40-50% ；2mm ；^粒径< 5mm45-55% ；5mm彡粒径0-5% ；其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成粒径 < 3mm3-8% ；3mm 彡粒径 < 15mm45-48% ；15mm 彡粒径 < 50mm40-45% ；50mm彡粒径3-6% ；(2)将步骤(1)得到的石英浆料浇注单侧模具后，经10-11小时的吸浆成型，除去模具中心多余的浆料，脱模，毛坯在35-41V、相对湿度40-50 %条件下干燥4_5小时，再在90-110°C下烘干，经1150-1210°C烧结12-13个小时后得到最终的成品。
6.根据权利要求5所述的石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，其特征在于，步骤(1)中，高纯石英原料A和高纯石英原料B的纯度都在99. 96%以上。
全文摘要
本发明公开一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺及其中使用的石英浆料。石英浆料，由高纯石英砂经加纯水球磨制备得到；该石英浆料的粒径分布为D102.5-3.5um，D5013-16um，D9048-53um；水分含量为14-16wt％；pH值为7-8；电导率为40-60us/cm，粘度为250-400cps。通过本发明的浆料，利用单侧吸浆工艺制备得到的石英陶瓷坩埚不仅均质好，而且抗热震性效果好。
文档编号B28B1/26GK102432277SQ20111027329
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者仇家良, 代冰, 孙春浩, 裴亮 申请人:中科协鑫(苏州)工业研究院有限公司, 徐州协鑫太阳能材料有限公司