一种高强高导热三层结构石英坩埚及其制备方法与流程

1.本发明涉及石英坩埚技术领域，具体为一种高强高导热三层结构石英坩埚及其制备方法。


背景技术：

2.众所周知，石英坩埚，具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点，应用越来越广泛，石英坩埚的检测工作是一个十分重要的环节，而且石英坩埚的检测朝向现场检测方向发展。
3.同时石英坩埚可在1450度以下使用，分透明和不透明两种，用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅，发展大规模集成电路必不可少的基础材料，而市场上使用的石英坩埚在使用时多为单层结构，其强度和导热性均不理想，为此提出一种高强高导热三层结构石英坩埚及其制备方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强高导热三层结构石英坩埚及其制备方法，主要为解决现有单层石英坩埚强度及导热性不够理想的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种高强高导热三层结构石英坩埚制备方法，包括以下步骤：
9.s1：原料检测：对采购要求对原料进行抽样检测，检测项目包括原料直径、纯度、湿度，然后根据检测实际情况进行记录分析，原料不合格则禁止使用；
10.s2：搅拌蒸发：将合格的原料加入球磨机中进行球磨，同时加入去离子水一起球磨，然后加入均化箱中进行蒸发搅拌成浆料，同时定期进行取样检测，直至浆料样品合格再进行使用；
11.s3：注浆成型：通过浇注罐将合格的浆料注入预先准备好的石膏模具中，同时将模具放置与恒温恒湿环境中等待浆料成型；
12.s4：脱模处理：将成型的产品取出模芯和模边，然后通过热风进行初步干燥处理；
13.s5：固化干燥：将初步处理后的产品转移至固化炉中进行快速固化，随后再转移至干燥箱或干燥炉中进行干燥，使产品干燥度达到操作标准；
14.s6：初次检测：使用灯光对干燥后的产品进行初步检查，并判断瑕疵产品是否进行修补，若无法进行修补则进行报废处理；
15.s7：产品煅烧：将合格的产品进行装窑煅烧，煅烧后的不合格产品同样进行报废处理；
16.s8：修边处理：将煅烧后的产品通过车床进行打磨倒角处理，使产品达到平整度及使用要求；
17.s9：终检包装：通过灯光和显色剂对产品进行最后检查，清洁干净后进行打包入库。
18.进一步的，所述s1中原料纯度为99.75％-99.99％，湿度为0.1％-0.8％。
19.在前述方案的基础上，所述s2中搅拌时间为24-48小时，隔45-65分钟进行取样。
20.作为本发明再进一步的方案，所述s3中注浆成型温度应为23℃-26℃同时湿度为40％-60％，同时注浆成型时间为6-9小时。
21.进一步的，所述s5中干燥炉温度为110℃-135℃，干燥时间为5-8小时，使产品的含水量到达0.1％-0.6％。
22.在前述方案的基础上，所述s7中煅烧窑中的温度保持1100℃-1300℃并保持18-24小时后使得煅烧成功。
23.本发明还提出一种高强高导热三层结构石英坩埚，包括底盘和石英层，所述石英层的一侧外壁设有石墨层，石墨层的一侧外壁设有防护层，所述石英层的底部一体成型有固定盘，且固定盘穿过石墨层和防护层，所述固定盘的底部一体成型有多个插孔，所述底盘的上表面固定连接有多个插杆，且插杆与插孔活动连接，所述石墨层和防护层的一侧均开设有多个导热孔。
24.进一步的，所述石英层的顶部设有顶盖，顶盖的顶部一体成型有球头和排气孔。
25.在前述方案的基础上，所述石英层的一侧一体成型有出料口，且出料口穿过石墨层和防护层。
26.作为本发明再进一步的方案，所述底盘的底部固定连接有支撑架，支撑架的底部固定连接有多个防滑垫，所述防护层的一侧开设有多个防滑纹。
27.(三)有益效果
28.与现有技术相比，本发明提供了一种高强高导热三层结构石英坩埚及其制备方法，具备以下有益效果：
29.1、该高强高导热三层结构石英坩埚制备方法，通过对原料进行抽样检测步骤，使得不合格的产品能够提前被检查出来，避免不合格原料混入，提高了产品生产的质量，增加产品的成品率。
30.2、该高强高导热三层结构石英坩埚制备方法，通过增加对产品进行初步干燥，使得产品能够初步具有一定的硬度，避免半成品在转移时发生变形，提高产品的转移能力。
31.3、该一种高强高导热三层结构石英坩埚，通过石英层、石墨层和防护层，使得产品的强度能够加强，同时增加产品的使用能力，提高产品的使用寿命。
32.4、该一种高强高导热三层结构石英坩埚，通过在石墨层和防护层开设多个导热孔，使得产品在使用时能够快速被加热，减少能量的损耗，提高产品的导热能力。
附图说明
33.图1为本发明提出的一种高强高导热三层结构石英坩埚的主视结构示意图；
34.图2为本发明提出的一种高强高导热三层结构石英坩埚的后视结构示意图；
35.图3为本发明提出的一种高强高导热三层结构石英坩埚的剖视结构示意图；
36.图4为本发明提出的一种高强高导热三层结构石英坩埚的a点放大结构示意图；
37.图5为本发明提出的一种高强高导热三层结构石英坩埚制备方法的流程结构示意
图。
38.图中：1、底盘；2、支撑架；3、防滑垫；4、导热孔；5、防滑纹；6、球头；7、顶盖；8、出料口；9、防护层；10、排气孔；11、石英层；12、石墨层；13、插杆；14、固定盘。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.参照图1-图5，一种高强高导热三层结构石英坩埚制备方法，包括以下步骤：
41.s1：原料检测：对采购要求对原料进行抽样检测，检测项目包括原料直径、纯度、湿度，然后根据检测实际情况进行记录分析，原料不合格则禁止使用；
42.s2：搅拌蒸发：将合格的原料加入球磨机中进行球磨，同时加入去离子水一起球磨，然后加入均化箱中进行蒸发搅拌成浆料，同时定期进行取样检测，直至浆料样品合格再进行使用；
43.s3：注浆成型：通过浇注罐将合格的浆料注入预先准备好的石膏模具中，同时将模具放置与恒温恒湿环境中等待浆料成型；
44.s4：脱模处理：将成型的产品取出模芯和模边，然后通过热风进行初步干燥处理；
45.s5：固化干燥：将初步处理后的产品转移至固化炉中进行快速固化，随后再转移至干燥箱或干燥炉中进行干燥，使产品干燥度达到操作标准；
46.s6：初次检测：使用灯光对干燥后的产品进行初步检查，并判断瑕疵产品是否进行修补，若无法进行修补则进行报废处理；
47.s7：产品煅烧：将合格的产品进行装窑煅烧，煅烧后的不合格产品同样进行报废处理；
48.s8：修边处理：将煅烧后的产品通过车床进行打磨倒角处理，使产品达到平整度及使用要求；
49.s9：终检包装：通过灯光和显色剂对产品进行最后检查，清洁干净后进行打包入库。
50.本发明中，需要说明的是，s1中原料纯度为99.75％-99.99％，湿度为0.1％-0.8％，s2中搅拌时间为24-48小时，隔45-65分钟进行取样，s3中注浆成型温度应为23℃-26℃同时湿度为40％-60％，同时注浆成型时间为6-9小时，s5中干燥炉温度为110℃-135℃，干燥时间为5-8小时，使产品的含水量到达0.1％-0.6％，s7中煅烧窑中的温度保持1100℃-1300℃并保持18-24小时后使得煅烧成功。
51.本发明还提出一种高强高导热三层结构石英坩，包括底盘1和石英层11，石英层11的一侧外壁设有石墨层12，石墨层12的一侧外壁设有防护层9，防护层9能够对产品的表面进行加强，增加产品的强度和使用寿命，石英层11的底部一体成型有固定盘14，且固定盘14穿过石墨层12和防护层9，固定盘14能够对产品进行支撑，固定盘14的底部一体成型有多个插孔，底盘1的上表面通过螺栓固定有多个插杆13，且插杆13与插孔相插接，将插杆13插入插孔中，使得产品能够固定在底盘上，使得产品在转移时，能够减少对产品的碰触，从而提
高产品的使用寿命，石墨层12和防护层9的一侧均开设有多个导热孔4，导热孔4能够方便热量的传导，使产品能够快速加热。
52.本发明中，石英层11的顶部设有顶盖7，顶盖7的顶部一体成型有球头6和排气孔10，球头6能够方便顶盖7的拿取，同时排气孔10防止产品内的气压不稳，石英层11的一侧一体成型有出料口8，且出料口8穿过石墨层12和防护层9，出料口8方便产品内溶液的倒出，底盘1的底部通过螺栓固定有支撑架2，支撑架2的底部粘接有多个防滑垫3，防护层9的一侧开设有多个防滑纹5。
53.本实施例工作原理：使用时，将顶盖7通过球头6打开，然后将需要加工的原料放至产品内，然后将产品放至加热器中进行加热，同时热量通过石墨层12和防护层9上的导热孔9进入产品内，对产品内的原料进行加热，同时排气孔10对产品进行气体交换，避免产品内部气压过高或过低的问题，加热完成后通过机械爪将产品取出，并通过球头6将顶盖7打开，然后将融化的原料通过出料口8排出，当产品不需要使用底盘1时，将产品从底盘1上直接取下，同时石英层11底部的固定盘14对产品进行支撑，避免产品在使用时发生晃动。
54.该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
55.在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。