一種坩堝及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多晶鑄錠領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造多晶硅用的坩禍及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，多晶鑄錠普遍采用定向凝固技術(shù)，具體地是在噴涂完氮化硅涂層的坩禍中裝滿硅料，然后加熱使硅料完全熔化，再從坩禍底部降溫，使得硅液自下而上逐步結(jié)晶，而后退火冷卻得到多晶硅錠。
[0003]目前鑄錠用的坩禍普遍采用注漿工藝或者注凝工藝。在坩禍的制作過程中，由于工藝自身條件導(dǎo)致坩禍內(nèi)外面的成型速率差異，進而導(dǎo)致坩禍的強度不夠高。所以在上述多晶鑄錠過程中，坩禍在硅料加熱熔化和長晶的高溫階段，受到硅料的擠壓會軟化變形，在鑄錠過程中存在漏硅風(fēng)險，給生產(chǎn)廠家和操作員工帶來極大安全危害和人身危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種具有更高強度、能降低鑄錠過程中漏硅風(fēng)險的坩禍的制備方法。
[0005]—種坩禍的制備方法，包括以下步驟:
[0006]將石英漿料與纖維均勻混合在一起；
[0007]利用所述石英漿料成型坩禍。
[0008]上述坩禍的制備方法，在制備過程中由于石英漿料中均勻混合有纖維，提高了坩禍的強度，極大地降低了鑄錠過程中坩禍的漏硅風(fēng)險。
[0009]在其中一個實施例中，所述將石英漿料與纖維均勻混合在一起的步驟包括:
[0010]直接向石英漿料中添加纖維，并攪拌均勻。
[0011]在其中一個實施例中，所述將石英漿料與纖維均勻混合在一起的步驟包括:
[0012]將纖維編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并放入模具中；
[0013]將石英漿料灌入所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。
[0014]在其中一個實施例中，所述纖維與石英漿料的質(zhì)量比為2%?10%。
[0015]在其中一個實施例中，所述纖維為短纖維、長纖維或二者的混合，其中所述短纖維的長度為I?100毫米，所述長纖維的長度大于短纖維的長度。
[0016]在其中一個實施例中，所述纖維為高純纖維，純度為98%以上。
[0017]純度大于98%的高純纖維，在高溫鑄錠過程中能吸收雜質(zhì)富集在纖維表面，起到吸雜的作用，進一步有效地抑制坩禍中的雜質(zhì)擴散到硅錠中。
[0018]在其中一個實施例中，所述纖維的直徑為0.5?50微米。
[0019]在其中一個實施例中，所述纖維為氧化鋯纖維、氧化鋁纖維或碳纖維。
[0020]在其中一個實施例中，所述利用所述石英漿料成型坩禍的步驟包括:
[0021]通過注漿工藝或注凝工藝成型坩禍胚體；
[0022]烘烤所述坩禍胚體制得坩禍成品。
[0023]還提出一種坩禍，由石英漿料成型制得，包括底壁和側(cè)壁，所述底壁和側(cè)壁中均摻雜有均勻分布的纖維。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的坩禍的制備方法的流程圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的制備方法制得的第一種結(jié)構(gòu)的坩禍的示意圖；
[0026]圖3為根據(jù)本發(fā)明的制備方法制得的第二種結(jié)構(gòu)的坩禍的示意圖；
[0027]圖4為根據(jù)本發(fā)明的制備方法制得的第三種結(jié)構(gòu)的坩禍的示意圖；
[0028]圖5為傳統(tǒng)坩禍鑄錠后的形變；
[0029]圖6為本發(fā)明實施例1制得的坩禍在鑄錠后的形變。
【具體實施方式】
[0030]請參考圖1，本發(fā)明提供一種坩禍的制備方法，包括以下步驟。
[0031]步驟S110、將石英漿料與纖維均勻混合在一起。此處至少有兩種方式可以在石英漿料中添加纖維，并使得纖維在漿料中分散均勻。
[0032]方式一、直接向石英漿料中添加纖維，并攪拌均勻。纖維與石英漿料的質(zhì)量比為2%?10%，優(yōu)選為5%?8%。纖維的直徑為0.5?50微米，優(yōu)選為I?10微米。制作坩禍時，首先按一定比例配制石英漿料，加入一定比例的纖維，然后在攪拌機里攪拌，使得纖維均勻分散在漿料中，然后通過注漿工藝或者注凝工藝進行成型，最后在隧道烘烤爐中烘烤成型制得坩禍成品。成型后裝入硅料用于進行多晶鑄錠。
[0033]這里的石英漿料指可以自行制備或從市場上正常購得的、用于成型坩禍的漿料。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知該種漿料的制備，不再贅述。例如，業(yè)界常用純度較高的石英原料(如石英砂)加純水經(jīng)球磨制備得到石英漿料。
[0034]此處，纖維可以為短纖維、長纖維或二者的混合，其中短纖維的長度為I?100毫米，長纖維的長度則大于短纖維的長度，如長纖維的長度可以是能夠貫穿整個坩禍的長度。
[0035]利用方式一制得的坩禍的結(jié)構(gòu)可參考圖2，纖維均勻分散在坩禍體中，可以有效地提高坩禍的強度，提高坩禍在高溫中的可塑性，極大地降低了鑄錠過程中坩禍的漏硅風(fēng)險。
[0036]優(yōu)選地，純度大于98%的高純纖維，在鑄錠環(huán)節(jié)，能有效地吸附雜質(zhì)在纖維表面的富集。在高溫鑄錠過程中，能起到吸雜的作用，有效地抑制坩禍中的雜質(zhì)擴散到硅錠中。
[0037]方式二、將纖維編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并放入模具中；將石英漿料灌入所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。
[0038]網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以用多種形式。例如，可以如圖3所示，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格較大，其編制方法可以是先形成一個外框，然后連接外框的相對側(cè)邊，形成長度與側(cè)壁高度一致的網(wǎng)格。也可以是如圖4所示，類似漁網(wǎng)，形成許多均勻分布的細小網(wǎng)格。可以理解，適宜使用長纖維來編織成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以設(shè)置一層或者多層。
[0039]纖維均勻分散在坩禍體中，可以有效地提高坩禍的強度，提高坩禍在高溫中的可塑性，極大地降低了鑄錠過程中坩禍的漏硅風(fēng)險。此外，純度大于98%的高純纖維，在鑄錠環(huán)節(jié)，能有效地吸附雜質(zhì)在纖維表面的富集。在高溫鑄錠過程中，能起到吸雜的作用，有效地抑制坩禍中的雜質(zhì)擴散到硅錠中。
[0040]步驟S120、利用所述石英漿料成型坩禍。包括:通過注漿工藝或注凝工藝成型坩禍胚體；烘烤所述坩禍胚體制得坩禍。注漿工藝或注凝工藝本身為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，不再贅述。
[0041]如果采用方式一混合石英漿料和纖維，則先將混合后的漿料放入石膏模具，然后通過注漿工藝或注凝工藝成型坩禍胚體。如果是采用方式二混合石英漿料和纖維，由于是在模具中混合，接下來無需再進行漿料轉(zhuǎn)移工序，直接進行后面的成型工藝。
[0042]本發(fā)明還提供了一種利用