一種坩堝化學(xué)氣相沉積用限氣工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于炭/炭復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]炭/炭坩禍用于直拉法單晶硅生產(chǎn)，為拉制單晶熱場中必不可少的部件。作為新型高科技炭/炭復(fù)合材料，是唯一可以在高溫環(huán)境下工作的材料，因其優(yōu)異的綜合性能廣泛用于航空航天和其它工業(yè)領(lǐng)域，近幾年隨著炭/炭復(fù)合材料的發(fā)展，其優(yōu)良的性能已得到很多領(lǐng)域認(rèn)可，也逐漸取代石墨產(chǎn)品，成為晶體硅生產(chǎn)設(shè)備中必備的熱場材料。
[0003]炭/炭坩禍制備經(jīng)歷化學(xué)氣相沉積增密、樹脂浸漬-固化/炭化增密、高溫純化等工序，漫長的制備周期使其制造成本居高不下，同時也制約了炭/炭坩禍坩禍?zhǔn)袌霭l(fā)展。提高炭/炭坩禍制備中化學(xué)氣相沉積增密效率是降低成本提高競爭力途徑之一。
[0004]炭/炭坩禍坯體為多孔編織物，抗壓強(qiáng)度低，極易變形，一般單層放置在料架上進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，坩禍底部封閉影響碳源氣體流通，造成沉積效率低，而且內(nèi)型面極易產(chǎn)生炭黑，若清理管道不徹底，極易造成后續(xù)開爐堵塞，造成開爐困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝。該工裝具有結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，可靠性好的優(yōu)點，通過在石墨筒筒壁上設(shè)置第一通孔，并在石墨筒的底部內(nèi)壁開設(shè)與第一通孔相連通的第二通孔，形成氣體流通通道，向坩禍內(nèi)壁提供新鮮碳源氣體，提高碳源氣體利用率，使碳源氣體最大限度的流經(jīng)坩禍表面進(jìn)行裂解，形成沉積炭；通過設(shè)置墊塊將坩禍墊起，使通入坩禍內(nèi)的氣體通過墊塊與墊塊之間的空隙排出并在負(fù)壓力作用下流經(jīng)坩禍外壁，再經(jīng)石墨分氣板上的導(dǎo)氣孔導(dǎo)出或?qū)肷蠈邮矁?nèi)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:包括爐底保溫層，設(shè)置于爐底保溫層上方的石墨分氣底板，和設(shè)置于石墨分氣底板上方的石墨筒，以及設(shè)置于石墨筒上方的石墨分氣板，所述石墨分氣底板、石墨筒和石墨分氣板形成用于沉積坩禍的沉積室，所述爐底保溫層上設(shè)置有進(jìn)氣管和與進(jìn)氣管相連通的第一導(dǎo)氣管，所述石墨分氣底板上設(shè)置有與第一導(dǎo)氣管相連通的出氣孔，所述石墨筒的筒壁上沿石墨筒的高度方向開設(shè)有與出氣孔相連通的第一通孔，所述石墨筒的底部內(nèi)壁開設(shè)有與第一通孔相連通的第二通孔，所述石墨筒內(nèi)設(shè)置有與第二通孔相連通且用于將氣體導(dǎo)入坩禍內(nèi)壁的第二導(dǎo)氣管，所述石墨分氣底板上方且位于石墨筒內(nèi)均勻設(shè)置有多個用于支撐坩禍的墊塊，所述石墨分氣板的中部設(shè)置有用于將沉積室內(nèi)的氣體導(dǎo)出的導(dǎo)氣孔。
[0007]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述第二導(dǎo)氣管為L型導(dǎo)氣管，第二導(dǎo)氣管水平段的開口端設(shè)置于第二通孔內(nèi)。
[0008]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述墊塊的高度不小于第二導(dǎo)氣管水平段的高度。
[0009]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述石墨筒和石墨分氣板的數(shù)量均為多個，多個所述石墨筒和多個所述石墨分氣板間隔疊放。
[0010]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:位于相鄰兩個石墨筒之間的石墨分氣板上設(shè)置有與第一通孔相連通的第三通孔。
[0011]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述導(dǎo)氣孔為圓孔，多個所述石墨分氣板的導(dǎo)氣孔的孔徑從上到下逐層增大。
[0012]上述的一種坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:相鄰兩個墊塊之間形成用于將坩禍內(nèi)的氣體排出的空隙。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，可靠性好的優(yōu)點。
[0015]2、本實用新型通過在石墨筒筒壁上設(shè)置第一通孔，并在石墨筒的底部內(nèi)壁開設(shè)與第一通孔相連通的第二通孔，形成氣體流通通道，向坩禍內(nèi)壁提供新鮮碳源氣體，提高碳源氣體利用率，使碳源氣體最大限度的流經(jīng)坩禍表面進(jìn)行裂解，形成沉積炭。
[0016]3、本實用新型設(shè)置墊塊，墊塊將坩禍墊起，使通入坩禍內(nèi)的氣體通過墊塊與墊塊之間的空隙排出并在負(fù)壓力作用下流經(jīng)坩禍外壁，再經(jīng)石墨分氣板上的導(dǎo)氣孔導(dǎo)出或?qū)肷蠈邮矁?nèi)。
[0017]4、本實用新型可通過將多個石墨筒疊放，實現(xiàn)多個坩禍同時沉積，設(shè)置多個所述石墨分氣板的導(dǎo)氣孔的孔徑從上到下逐層增大，保證工裝內(nèi)為負(fù)壓狀態(tài)，使氣體順利流通，保證多個坩禍均勻沉積。
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型第一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型第二種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型第一種【具體實施方式】和第二種【具體實施方式】的石墨筒的俯視圖。
[0022]圖4為本實用新型第三種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5為本實用新型第三種【具體實施方式】的石墨筒的俯視圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]I一進(jìn)氣管；2—第一導(dǎo)氣管； 3—石墨筒；
[0026]3-1 一第一通孔； 3-2—第二通孔； 4一第二導(dǎo)氣管；
[0027]5一石墨分氣板； 5-1—導(dǎo)氣孔；5-2—第三通孔；
[0028]6—墊塊；7—坩禍；8—石墨分氣底板；
[0029]8-1 一出氣孔；9一爐底保溫層； 10—沉積室；
【具體實施方式】
[0030]實施例1[0031 ] 如圖1和圖3所示，本實施例的坩禍化學(xué)氣相沉積用限氣工裝，包括爐底保溫層9，設(shè)置于爐底保溫層9上方的石墨分氣底板8，和設(shè)置于石墨分氣底板8上方的石墨筒3，以及設(shè)置于石墨筒3上方的石墨分氣板5，所述石墨分氣底板8、石墨筒3和石墨分氣板5形成用于沉積坩禍7的沉積室10，所述爐底保溫層9上設(shè)置有進(jìn)氣管I和與進(jìn)氣管I相連通的第一導(dǎo)氣管2，所述石墨分氣底板8上設(shè)置有與第一導(dǎo)氣管2相連通的出氣孔8-1，所述石墨筒3的筒壁上沿石墨筒3的高度方向開設(shè)有與出氣孔8-1相連通的第一通孔3-1，所述石墨筒3的底部內(nèi)壁開設(shè)有與第一通孔3-1相連通的第二通孔3-2，所述石墨筒3內(nèi)設(shè)置有與第二通孔3-2相連通且用于將氣體導(dǎo)入坩禍7內(nèi)壁的第二導(dǎo)氣管4，所述石墨分氣底板8上方且位于石墨筒3內(nèi)均勻設(shè)置有多個用于支撐坩禍7的墊塊6，所述石墨分氣板5的中部設(shè)置有用于將沉積室10內(nèi)的氣體導(dǎo)出的導(dǎo)氣孔5-1。
[0032]如圖1所示，本實施例中，所述第二導(dǎo)氣管4為L型導(dǎo)氣管，第二導(dǎo)氣管4水平段的開口端設(shè)置于第二通孔3-2內(nèi)。
[0033]如圖1所示，本實施例中，所述墊塊6的高度不小于第二導(dǎo)氣管4水平段的高度。