一种优化多晶铸锭表面质量的部件及其制备方法与流程

本发明涉及光伏制造领域，具体地说是一种优化多晶铸锭表面质量的部件及其制备方法。

背景技术：

现有的多晶炉中，主要在定向凝固块是四周的梯形面上，用四块碳毡条进行保温处理；定向凝固块底部每个面安装一块保温条；这样的结构在隔热笼向上抬升的时候，无法保护底部热场温度的均匀性，影响多晶铸锭表面质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种优化多晶铸锭表面质量的部件及其制备方法、能够在隔热笼提升的情况下，确保底部热场温度的均匀性，有利于控制晶柱的垂直生长。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种优化多晶铸锭表面质量的部件，包括定向凝固块、保温板、托臂、挂条和支撑柱，所述定向凝固块为凸台结构，所述定向凝固块四端侧面设置有所述挂条，所述挂条包括第一挂条、第二挂条和第三挂条，所述第一挂条设置在定向凝固块前侧，所述第二挂条设置定向凝固块右侧和后侧，所述第三挂条设置在定向凝固块左侧，所述第一挂条、第二挂条和第三挂条上都设有与托臂侧面结构相吻合的槽孔，所述定向凝固块底面四端分别设有托臂，所述托臂一端设有圆形通孔，并且通过螺杆穿过圆形通孔，与螺母配合将托臂固定在定向凝固块的底部，且所述托臂另一端超出定向凝固块底部端面，并且安装在所述各挂条上设有槽孔内，所述定向凝固块底面还设有支撑柱，所述支撑柱穿过所述保温板，并且通过支撑柱上设有固定环，将保温板固定在支撑柱上。

本发明的进一步限定技术方案：

前述的保温板包括上保温板和下保温板，且上保温设置在下保温板上。

前述的上保温板面积小于下保温板的面积。

前述的定向凝固块底面四端分别设有托臂，且每端设有2-4个托臂。

前述的定向凝固块底面每端设有的托臂数量与其对应的挂条上设有的槽孔数量与相同。

前述的第一挂条、第二挂条和第三挂条高度相同，都为40-45mm。

前述的第一挂条、第二挂条和第三挂条长度都相同，其宽度不同，第一挂条宽度为95-105mm，第二挂条宽度为115-125mm。

前述的第三挂条均等分为两部分，其中一部分宽度为115-125mm，另一部分宽度为100-115mm，呈l型结构。

本发明还提供一种优化多晶铸锭表面质量的部件中挂条的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：先将碳纤维丝，进行加热，使碳纤维表面的上浆剂熔融，然后通过辊筒对加热后的碳纤维均匀展开，呈层状结构，

步骤二：将层状结构的碳纤维进行固化，将碳纤维层浸泡在由酚醛树脂和固化剂按照13:2混合的溶液内，浸泡2-3h，然后将碳纤维层取出，进行烘干，温度为70-90℃，烘干后将碳纤维层放入的固化炉内热处理，以5-8℃/min，将温度升至800-1150℃，时间为1-2h，然后将温度降至400-450℃，打开炉门，温度冷却是100-120℃，取出冷至室温；

步骤三：在每个碳纤维层表面上涂有一层沥青，通过沥青进行粘合，制成挂条，

步骤四：将挂条送至热等静压碳化炉中进行沥青浸渍，压力控制在80mpa的压力下，当热等静压碳化炉达到400-590℃下进行碳化致密处理；

步骤五：然后将天然石墨粉、人造石墨粉、石油焦粉按比例混合后，喷涂在致密处理的挂条表面上，并且将其送至炉中，以3-5℃/min进行升温，在升温过程中持续通入氮气，其速度为400-550ml/min，温度升至1200-1450℃，保温2-3h，然后以5-8℃/min进行降温，待温度降至室温；

步骤六：将挂条取出，并对挂条进行裁剪，根据尺寸的要求，通过用高精度的机床对挂条进行加工。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，定向凝固块底面设有托臂，通过螺杆穿过托臂一侧圆形通孔，并且与螺母配合将托臂固定在定向凝固块的底部，而托臂另一端超出定向凝固块底部端面，安装在各挂条上设有槽孔内，这样的结构能够在隔热笼提升的情况下，确保底部热场温度的均匀性，改善边缘晶砖斜向长晶，有利于控制晶柱的垂直生长；定向凝固块四周侧面设有的挂条由三种独特设计的第一挂条、第二挂条和第三挂条组成，第一挂条、第二挂条和第三挂条长度都相同，其宽度不同，第一挂条宽度为95-105mm，第二挂条宽度为115-125mm，而第三挂条均等分为两部分，其中一部分宽度为115-125mm，另一部分宽度为100-115mm，呈l型结构，主要根据定向凝固块四周热场温度不一样而采用这样的独特设计，这样能够使得四周热场温度均匀；定向凝固块底面设有的支撑柱数量为3个，并且成三角形结构排列，具有良好的稳定性，并且通过支撑柱上的固定环将保温板固定在支撑柱上，不易脱落；本发明还可以通过对照晶锭表面热斑位置，调整各挂条的宽度，可以优化和消除晶锭表面的热斑，提高头部晶锭的质量；

本发明中的挂条通过上述的制备方法，能够增加其强度、耐热性、耐腐蚀性和保温效果，将碳纤维层放入热等静压碳化炉中进行沥青浸，使其表面更加密实，提高了保温效果，也大大提高了使用寿命；碳纤维层表面上又喷涂的按比例混合的天然石墨粉、人造石墨粉和石油焦粉，提高其耐高温性能和高强度，更好的满足其要求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的定向凝固块底面结构示意图；

图3为本发明的托臂结构示意图；

图4为本发明的第一挂条结构示意图；

图5为本发明的第二挂条结构示意图；

图6为本发明的第一挂条结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种优化多晶铸锭表面质量的部件，，结构如图1-6所示，包括定向凝固块1、保温板、托臂9、挂条和支撑柱8，定向凝固块1为凸台结构，定向凝固块1四端侧面设置有挂条，挂条包括第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4，第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4高度都为40mm，且第一挂条、第二挂条和第三挂条长度都相同，其宽度不同，第一挂条宽度为100mm，第二挂条宽度为120mm，第三挂条均等分为两部分，其中一部分宽度为120mm，另一部分宽度为100mm，呈l型结构，第一挂条2设置在定向凝固块1前侧，第二挂条3设置定向凝固块1右侧和后侧，第三挂条4设置在定向凝固块1左侧，第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4上都设有与托臂9侧面结构相吻合的槽孔7，定向凝固块底面四端分别设有托臂9，且每端设有3个托臂，托臂数量与其对应的挂条上设有的槽孔数量与相同，托臂9一端设有圆形通孔11，并且通过螺杆穿过圆形通孔11，与螺母配合将托臂固定在定向凝固块的底部，且托臂另一端超出定向凝固块底部端面，并且安装在各挂条上设有槽孔7内，定向凝固块1底面还设有支撑柱8，其数量为3个，并且成三角形结构排列，支撑柱8穿过所述保温板，并且通过支撑柱上设有固定环10，将保温板固定在支撑柱上，保温板包括上保温板5和下保温板6，上保温设置在下保温板，且上保温板面积小于下保温板的面积。

本实施例还提供挂条的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：先将碳纤维丝，进行加热，使碳纤维表面的上浆剂熔融，然后通过辊筒对加热后的碳纤维均匀展开，呈层状结构，

步骤二：将层状结构的碳纤维进行固化，将碳纤维层浸泡在由酚醛树脂和固化剂按照13:2混合的溶液内，浸泡2.5h，然后将碳纤维层取出，进行烘干，温度为82℃，烘干后将碳纤维层放入的固化炉内热处理，以6℃/min，将温度升至900℃，时间为1.5h，然后将温度降至420℃，打开炉门，温度冷却是105℃，取出冷至室温；

步骤三：在每个碳纤维层表面上涂有一层沥青，通过沥青进行粘合，制成挂条，

步骤四：将挂条送至热等静压碳化炉中进行沥青浸渍，压力控制在80mpa的压力下，当热等静压碳化炉达到500℃下进行碳化致密处理；

步骤五：然后将天然石墨粉、人造石墨粉、石油焦粉按比例混合后，喷涂在致密处理的挂条表面上，并且将其送至炉中，以4℃/min进行升温，在升温过程中持续通入氮气，其速度为440ml/min，温度升至1320℃，保温2.5h，然后以7℃/min进行降温，待温度降至室温；

步骤六：将挂条取出，并对挂条进行裁剪，根据尺寸的要求，通过用高精度的机床对挂条进行加工。

实施例2

本实施例提供一种优化多晶铸锭表面质量的部件，，结构如图1-6所示，包括定向凝固块1、保温板、托臂9、挂条和支撑柱8，定向凝固块1为凸台结构，定向凝固块1四端侧面设置有挂条，挂条包括第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4，第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4高度都为42mm，且第一挂条、第二挂条和第三挂条长度都相同，其宽度不同，第一挂条宽度为105mm，第二挂条宽度为125mm，第三挂条均等分为两部分，其中一部分宽度为125mm，另一部分宽度为105mm，呈l型结构，第一挂条2设置在定向凝固块1前侧，第二挂条3设置定向凝固块1右侧和后侧，第三挂条4设置在定向凝固块1左侧，第一挂条2、第二挂条3和第三挂条4上都设有与托臂9侧面结构相吻合的槽孔7，定向凝固块底面四端分别设有托臂9，且每端设有3个托臂，托臂数量与其对应的挂条上设有的槽孔数量与相同，托臂9一端设有圆形通孔11，并且通过螺杆穿过圆形通孔11，与螺母配合将托臂固定在定向凝固块的底部，且托臂另一端超出定向凝固块底部端面，并且安装在各挂条上设有槽孔7内，定向凝固块1底面还设有支撑柱8，其数量为3个，并且成三角形结构排列，支撑柱8穿过所述保温板，并且通过支撑柱上设有固定环10，将保温板固定在支撑柱上，保温板包括上保温板5和下保温板6，上保温设置在下保温板，且上保温板面积小于下保温板的面积。

步骤一：先将碳纤维丝，进行加热，使碳纤维表面的上浆剂熔融，然后通过辊筒对加热后的碳纤维均匀展开，呈层状结构，

步骤二：将层状结构的碳纤维进行固化，将碳纤维层浸泡在由酚醛树脂和固化剂按照13:2混合的溶液内，浸泡2h，然后将碳纤维层取出，进行烘干，温度为88℃，烘干后将碳纤维层放入的固化炉内热处理，以7℃/min，将温度升至1050℃，时间为1h，然后将温度降至400℃，打开炉门，温度冷却是100℃，取出冷至室温；

步骤三：在每个碳纤维层表面上涂有一层沥青，通过沥青进行粘合，制成挂条，

步骤四：将挂条送至热等静压碳化炉中进行沥青浸渍，压力控制在80mpa的压力下，当热等静压碳化炉达到550℃下进行碳化致密处理；

步骤五：然后将天然石墨粉、人造石墨粉、石油焦粉按比例混合后，喷涂在致密处理的挂条表面上，并且将其送至炉中，以5℃/min进行升温，在升温过程中持续通入氮气，其速度为480ml/min，温度升至1410℃，保温2h，然后以8℃/min进行降温，待温度降至室温；

步骤六：将挂条取出，并对挂条进行裁剪，根据尺寸的要求，通过用高精度的机床对挂条进行加工。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。