专利名称：一种石墨电极及多晶铸锭炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及多晶硅铸锭技术领域，尤其涉及一种石墨电极及多晶铸锭炉。
背景技术：
铸锭炉，是专为太阳能工业设计的专用设备，是多晶硅铸锭的必需设备。以多晶铸锭炉(DSS)为例，DSS主要包括炉体、隔热顶板、加热装置、坩埚及石墨电极。其中，石墨电极包括极柱和凸台，极柱和凸台均为上下开口，中空圆柱状结构，且极柱的直径小于凸台的直径。一般地，装配好的DSS中，石墨电极的极柱外侧设有绝缘陶瓷瓦片，该绝缘陶瓷瓦片包覆于石墨电极的极柱外侧；石墨电极的凸台上设有绝缘陶瓷垫片；该绝缘陶瓷瓦片及绝缘陶瓷垫片的设置，可使石墨电极与炉体之间、石墨电极与隔热顶板之间相互绝缘，有效地保护石墨电极及DSS的其他设备不受损伤。发明人发现，现有的石墨电极上所设置的绝缘陶瓷瓦片及绝缘陶瓷垫片，一般均采用氧化铝等耐高温绝缘材料，这类绝缘材料容易被高温或还原性物质腐蚀而导致绝缘性能失效。由于DSS在铸锭过程中，炉体内温度较高，且反应过程中往往会产生许多还原性物质或还原性气体，高温及还原性物质易造成DSS内的石墨电极上设置的绝缘陶瓷瓦片及绝缘陶瓷垫片的绝缘性能失效，从而造成石墨电极损伤，缩短石墨电极的使用寿命；同时，更换失效的绝缘陶瓷耗费的成本较高，且影响多晶铸锭炉的生产效率。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种石墨电极及多晶铸锭炉，可保护石墨电极上所设置的绝缘陶瓷的绝缘性能，有效保护石墨电极，延长设备的使用寿命。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种石墨电极，应用于多晶铸锭炉中，包括相互连接的极柱和凸台，所述极柱和所述凸台均呈中空圆柱状结构，且所述极柱的直径小于所述凸台的直径，其中
所述极柱的外侧设有绝缘陶瓷瓦片，所述绝缘陶瓷瓦片包覆所述极柱；所述凸台上设有绝缘陶瓷垫片，所述绝缘陶瓷垫片呈圆柱状结构，所述绝缘陶瓷垫片的下表面与所述凸台的上表面相贴合；
所述绝缘陶瓷垫片的上表面高于所述极柱的下表面，所述绝缘陶瓷垫片的下表面低于所述极柱的下表面；所述极柱和所述绝缘陶瓷瓦片的下端套接于所述绝缘陶瓷垫片； 所述极柱的外侧还设有防腐蚀瓦片。其中，所述防腐蚀瓦片设于所述极柱的外侧和所述绝缘陶瓷瓦片之间； 所述防腐蚀瓦片包覆所述极柱，所述绝缘陶瓷瓦片包覆所述防腐蚀瓦片。其中，所述防腐蚀瓦片设于所述绝缘陶瓷瓦片的外侧； 所述防腐蚀瓦片包覆所述绝缘陶瓷瓦片。其中，所述绝缘陶瓷垫片之上设有第一防腐蚀垫片，所述第一防腐蚀垫片呈圆柱状结构；所述第一防腐蚀垫片的下表面与所述绝缘陶瓷垫片的上表面相贴合； 所述极柱、所述绝缘陶瓷瓦片及所述防腐蚀瓦片的下端均套接于所述第一防腐蚀垫片及所述绝缘陶瓷垫片。其中，所述凸台与所述绝缘陶瓷垫片之间设有第二防腐蚀垫片，所述第二防腐蚀垫片呈圆柱状结构；
所述第二防腐蚀垫片的上表面与所述绝缘陶瓷垫片的下表面相贴合，所述第二防腐蚀垫片的下表面与所述凸台的上表面相贴合。其中，所述防腐蚀瓦片、所述第一防腐蚀垫片及所述第二防腐蚀垫片的材质均为耐高温耐还原的防腐蚀材质。其中，所述防腐蚀瓦片的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种； 所述第一防腐蚀垫片的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种；
所述第二防腐蚀垫片的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种。其中，所述绝缘陶瓷瓦片和所述绝缘陶瓷垫片的材质均为耐高温绝缘材质。其中，所述绝缘陶瓷瓦片的材质为氧化铝、氮化硅、氮化硼和氧化锆中的任一种； 所述绝缘陶瓷垫片的材质为氧化铝、氮化硅、氮化硼和氧化锆中的任一种。相应地，本发明实施例还提供了一种多晶铸锭炉，包括上述的石墨电极。实施本发明实施例，具有如下有益效果
1、本发明实施例在石墨电极的极柱外侧增设防腐蚀瓦片，有效地防止绝缘陶瓷的腐蚀老化，保护绝缘陶瓷的绝缘性能；同时保护石墨电极不会由于其上的绝缘陶瓷瓦片的失效而造成损伤，从而延长了设备的使用寿命。2、本发明实施例在石墨电极的凸台上增设一套或两套防腐蚀垫片，可有效地保护石墨电极的凸台上所设置的绝缘陶瓷垫片不受高温或炉内还原性物质的腐蚀而失效，延长了设备的使用寿命，节约了成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的石墨电极的第一实施例的结构示意图； 图2为图1所示实施例的截面结构示意图3为本发明的石墨电极的第二实施例的结构示意图。
具体实施例方式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作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。本发明实施例公开了一种多晶铸锭炉，包括炉体、隔热顶板、加热装置、坩埚及石
4墨电极等设备，多晶铸锭炉的装配和动作原理与现有技术类似，在此不赘述。其中，石墨电极上设有绝缘陶瓷瓦片及绝缘陶瓷垫片，可使石墨电极与炉体之间，以及石墨电极与炉内其他设备(如隔热顶板)之间的相互绝缘，有效地保护石墨电极及其他设备相互不影响，保护设备不受损伤。为了更清楚地说明本发明，下面将对本发明的多晶铸锭炉中的石墨电极进行详细介绍。请参见图1，为本发明的石墨电极的第一实施例的结构示意图；请一并参见图2， 为图1所示实施例的截面结构示意图。所述石墨电极1包括相互连接的极柱11和凸台 12，所述极柱11和所述凸台12均呈中空圆柱状结构，且所述极柱11的直径小于所述凸台 12的直径。所述极柱11的外侧设有绝缘陶瓷瓦片111，所述绝缘陶瓷瓦片111可采用氧化铝、 氮化硅、氮化硼和氧化锆等耐高温绝缘材质。需要说明的是，图1中并未完整示出所述绝缘陶瓷瓦片111，仅示出其中一部分，实际应用中，所述绝缘陶瓷瓦片111呈圆柱状结构，且包覆所述极柱11。请参见图1或图2，所述极柱11的外侧与所述绝缘陶瓷瓦片111之间，还设有防腐蚀瓦片112，所述防腐蚀瓦片112可以为采用碳化硅、氮化硅和氮化硼等耐高温耐还原的防腐蚀材质所制成的陶瓷瓦片。需要说明的是，图1中并未完整示出所述防腐蚀瓦片 112，仅示出其中一部分，实际应用中，所述防腐蚀瓦片112呈圆柱状结构，其包覆于所述极柱11，且所述绝缘陶瓷瓦片11包覆所述防腐蚀瓦片112。在所述极柱11的外侧与所述绝缘陶瓷瓦片111之间设置所述防腐蚀瓦片112，可防止绝缘陶瓷瓦片111与极柱11的直接接触，既能保护绝缘陶瓷瓦片111不受极柱11的高温腐蚀而使绝缘性能失效，有效地防止绝缘陶瓷瓦片111的腐蚀老化，保护绝缘陶瓷瓦片111的绝缘性能；又能保护石墨电极的极柱11不会由于其上的绝缘陶瓷瓦片111的绝缘性能失效而造成损伤，从而延长了设备的使用寿命。再请参见图1，所述凸台12上设有绝缘陶瓷垫片121，所述绝缘陶瓷垫片121呈圆柱状结构，所述绝缘陶瓷垫片121的下表面与所述凸台12的上表面相贴合。请一并参见图 2，所述绝缘陶瓷垫片121的上表面高于所述极柱11的下表面，所述绝缘陶瓷垫片121的下表面低于所述极柱11的下表面；所述极柱11、所述绝缘陶瓷瓦片111及所述防腐瓦片112 的下端套接于所述绝缘陶瓷垫片121。所述绝缘陶瓷垫片121的设置，既能起到绝缘作用， 同时又能够稳固所述极柱11和极柱11的外侧所包覆的绝缘陶瓷瓦片111和防腐蚀瓦片 112，具体实现中，所述绝缘陶瓷垫片121可采用氧化铝、氮化硅、氮化硼和氧化锆等耐高温绝缘材质。所述绝缘陶瓷垫片121之上设有第一防腐蚀垫片122，所述第一防腐蚀垫片122呈圆柱状结构，其下表面与所述绝缘陶瓷垫片121的上表面相贴合。所述极柱11、所述绝缘陶瓷瓦片111及所述防腐蚀瓦片112的下端均套接于所述第一防腐蚀垫片122及所述绝缘陶瓷垫片121。所述第一防腐蚀垫片122可以辅助所述绝缘陶瓷垫片121更好地稳固所述极柱11及所述极柱11外侧所包覆的瓦片。所述凸台12与所述绝缘陶瓷垫片121之间设有第二防腐蚀垫片123，所述第二防腐蚀垫片123呈圆柱状结构，其上表面与所述绝缘陶瓷垫片121的下表面相贴合，其下表面与所述凸台12的上表面相贴合。具体实现中，所述第一防腐蚀垫片122和所述第二防腐蚀垫片123均可以为采用碳化硅、氮化硅和氮化硼等耐高温耐还原的防腐蚀材质所制成的陶瓷垫片，且所述第一防腐蚀垫片122和所述第二防腐蚀垫片123的材质可以相同，也可以不同。实际应用中，所述凸台12上可以不设置所述防腐蚀垫片，也可以仅在所述绝缘陶瓷垫片121之上设置一套防腐蚀垫片(即第一防腐蚀垫片122)，也可以仅在所述凸台12与所述绝缘陶瓷垫片121之间设置一套防腐蚀垫片(即第二防腐蚀垫片123)，上述各种情况下可类似分析，在此不赘述。在所述石墨电极1的凸台12上增设一套或两套防腐蚀垫片，可有效地保护凸台12 上所设置的绝缘陶瓷垫片121不受高温或炉内还原性物质的腐蚀而失效，延长了设备的使用寿命。为了更清楚地说明本发明，下面将对本发明的装配和动作原理进行详细介绍。将绝缘陶瓷瓦片111、防腐蚀瓦片112、绝缘陶瓷垫片121、第一防腐蚀垫片122和 /或第二防腐蚀垫片123按图1或图2所示结构安装好，即完成了本发明的石墨电极的装配。将装配好的石墨电极装入多晶铸锭炉中，关于多晶铸锭炉的装配过程与现有技术相同， 在此不赘述。多晶铸锭炉在铸锭过程中，其炉内产生高温及一些还原性物质(如一些还原性气体)，石墨电极的温度也随之升高，防腐蚀瓦片112能够有效地保护石墨电极的极柱上的绝缘陶瓷瓦片111不被极柱11的高温腐蚀；第一防腐蚀垫片122和/或第二防腐蚀垫片123 能够保护石墨电极的凸台上的绝缘陶瓷垫片121不被炉内的高温和还原性物质的腐蚀。本发明实施例在石墨电极的极柱外侧与绝缘陶瓷瓦片之间增设防腐蚀瓦片，防止绝缘陶瓷瓦片与极柱的直接接触，既能保护绝缘陶瓷瓦片不受极柱的高温腐蚀而失效，有效地防止绝缘陶瓷的腐蚀老化，保护绝缘陶瓷的绝缘性能；又能保护石墨电极不会由于其上的绝缘陶瓷瓦片的失效而造成损伤，从而延长了设备的使用寿命；另外，本发明实施例在石墨电极的凸台上增设一套或两套防腐蚀垫片，可有效地保护石墨电极的凸台上所设置的绝缘陶瓷垫片不受高温或炉内还原性物质的腐蚀而失效，延长了设备的使用寿命，节约了成本。请参见图3，为本发明的石墨电极的第二实施例的结构示意图。本实施例与图1所示实施例的结构大致相同，其不同之处仅在于所述防腐蚀瓦片112设于所述绝缘陶瓷瓦片111的外侧，包覆所述绝缘陶瓷瓦片111。本实施例的其他结构、装配及动作原理均与上一实施例相同，在此不赘述。本发明实施例在石墨电极的极柱外侧增设防腐蚀瓦片，有效地防止绝缘陶瓷的腐蚀老化，保护绝缘陶瓷的绝缘性能；同时保护石墨电极不会由于其上的绝缘陶瓷瓦片的失效而造成损伤，从而延长了设备的使用寿命，同时，本发明实施例在石墨电极的凸台上增设一套或两套防腐蚀垫片，可有效地保护石墨电极的凸台上所设置的绝缘陶瓷垫片不受高温或炉内还原性物质的腐蚀而失效，延长了设备的使用寿命，节约了成本。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种石墨电极，应用于多晶铸锭炉中，包括相互连接的极柱(11)和凸台(12)，所述极柱(11)和所述凸台(12)均呈中空圆柱状结构，且所述极柱(11)的直径小于所述凸台 (12)的直径，其特征在于所述极柱(11)的外侧设有绝缘陶瓷瓦片(111)，所述绝缘陶瓷瓦片(111)包覆所述极柱(11)；所述凸台(12)上设有绝缘陶瓷垫片(121)，所述绝缘陶瓷垫片(121)呈圆柱状结构，所述绝缘陶瓷垫片(121)的下表面与所述凸台(12)的上表面相贴合；所述绝缘陶瓷垫片(121)的上表面高于所述极柱(11)的下表面，所述绝缘陶瓷垫片 (121)的下表面低于所述极柱(11)的下表面；所述极柱(11)和所述绝缘陶瓷瓦片(111)的下端套接于所述绝缘陶瓷垫片(121)；所述极柱(11)的外侧还设有防腐蚀瓦片(112)。
2.如权利要求1所述的石墨电极，其特征在于，所述防腐蚀瓦片(112)设于所述极柱 (11)的外侧和所述绝缘陶瓷瓦片(111)之间；所述防腐蚀瓦片(112)包覆所述极柱(11)，所述绝缘陶瓷瓦片(111)包覆所述防腐蚀瓦片(112)。
3.如权利要求1所述的石墨电极，其特征在于，所述防腐蚀瓦片(112)设于所述绝缘陶瓷瓦片(111)的外侧；所述防腐蚀瓦片(112)包覆所述绝缘陶瓷瓦片(111)。
4.如权利要求1所述的石墨电极，其特征在于，所述绝缘陶瓷垫片(121)之上设有第一防腐蚀垫片(122)，所述第一防腐蚀垫片(122)呈圆柱状结构；所述第一防腐蚀垫片(122)的下表面与所述绝缘陶瓷垫片(121)的上表面相贴合；所述极柱(11)、所述绝缘陶瓷瓦片(111)及所述防腐蚀瓦片(112)的下端均套接于所述第一防腐蚀垫片(122)及所述绝缘陶瓷垫片(121 )。
5.如权利要求1-4任一项所述的石墨电极，其特征在于，所述凸台(12)与所述绝缘陶瓷垫片(121)之间设有第二防腐蚀垫片(123)，所述第二防腐蚀垫片(123)呈圆柱状结构；所述第二防腐蚀垫片(123)的上表面与所述绝缘陶瓷垫片(121)的下表面相贴合，所述第二防腐蚀垫片(123)的下表面与所述凸台(12)的上表面相贴合。
6.如权利要求5所述的石墨电极，其特征在于，所述防腐蚀瓦片(112)、所述第一防腐蚀垫片(122)及所述第二防腐蚀垫片(123)的材质均为耐高温耐还原的防腐蚀材质。
7.如权利要求6所述的石墨电极，其特征在于，所述防腐蚀瓦片(112)的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种；所述第一防腐蚀垫片(122)的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种；所述第二防腐蚀垫片(123)的材质为碳化硅、氮化硅和氮化硼中的任一种。
8.如权利要求5所述的石墨电极，其特征在于，所述绝缘陶瓷瓦片(111)和所述绝缘陶瓷垫片(121)的材质均为耐高温绝缘材质。
9.如权利要求8所述的石墨电极，其特征在于，所述绝缘陶瓷瓦片(111)的材质为氧化铝、氮化硅、氮化硼和氧化锆中的任一种；所述绝缘陶瓷垫片(121)的材质为氧化铝、氮化硅、氮化硼和氧化锆中的任一种。
10.一种多晶铸锭炉，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的石墨电极。
全文摘要
本发明实施例公开了一种石墨电极，应用于多晶铸锭炉，包括均呈中空圆柱状结构的极柱和凸台，所述极柱的直径小于所述凸台的直径，其中所述极柱的外侧设有绝缘陶瓷瓦片，该绝缘陶瓷瓦片包覆所述极柱；所述凸台上设有绝缘陶瓷垫片，该绝缘陶瓷垫片呈圆柱状结构，绝缘陶瓷垫片的下表面与所述凸台的上表面相贴合；绝缘陶瓷垫片的上表面高于所述极柱的下表面，绝缘陶瓷垫片的下表面低于所述极柱的下表面；所述极柱和绝缘陶瓷瓦片的下端套接于绝缘陶瓷垫片；所述极柱的外侧还设有防腐蚀瓦片。本发明实施例还公开了一种多晶铸锭炉。本发明可保护石墨电极上所设置的绝缘陶瓷的绝缘性能，有效保护石墨电极，延长设备的使用寿命。
文档编号H05B7/085GK102215614SQ201110125490
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者肖贵云, 胡动力, 陈志军 申请人:江西赛维Ldk太阳能高科技有限公司