一種橢圓形雙層石英坩堝及其製備方法

2023-07-02 22:08:41

一種橢圓形雙層石英坩堝及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種橢圓形雙層石英坩堝，由外坩堝和設置在外坩堝內部的內坩堝組合而成，所述的外坩堝和內坩堝之間的距離為4?8mm，外坩堝和內坩堝的豎直截面為等腰梯形結構，外坩堝和內坩堝頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均為50%。與現有的技術相比，本發明的有益效果是：1、由於尺寸較小，易注漿成型及修坯；2、橢圓形石英坩堝坯體尺寸較小，燒制體積小，易一次成型成品；3、通過兩次坯體燒制，既得兩種不同尺寸型號的橢圓形石英坩堝，並形成橢圓形雙層石英坩堝獨創技術；4、外坩堝和內坩堝頂部的開口和底部均為橢圓形結構，由於橢圓形的抗壓能力最強，有效的避免了石英坩堝變形和無法拉晶現象的出現，防止了溶料中發生鼓包。
【專利說明】一種橢圓形雙層石英坩堝及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及無機非金屬製品【技術領域】，特別涉及一種橢圓形雙層石英坩堝及其制 備方法。

【背景技術】
[0002] 石英坩堝可在1450度以下使用，分透明和不透明兩種。用電弧法制的半透明石英 坩堝是拉制大直徑單晶矽，發展大規模集成電路必不可少的基礎材料。當今，世界半導體工 業發達國家已用此坩堝取代了小的透明石英坩堝。他具有高純度、耐溫性強、尺寸大精度 高、保溫性好、節約能源、質量穩定等優點。
[0003] 目前，用石英砂泥漿注漿成型方法生產的石英坩堝，一般為方形或長方形，多晶矽 鑄錠用的石英坩堝，一般為方形或長方形，石英砂泥漿注漿模具，設計的一般為方形或長方 形形狀。同時大多數石英坩堝為單層結構，並且由於方形或長方形在相同壁厚的情況下，直 徑越大抗壓能力越低，因為直徑約大，受力面積越大，所以可以耐壓能力越低，因此，底部壓 強大，當底部直徑小，有利於提高容器的耐壓強度，由於以往的石英坩堝為方形或長方形， 其底部抗壓能力偏低，當使用者有誤操作的時候，極易出現石英坩堝變形的現象，大大影響 了正常拉晶，嚴重時將無法拉晶，同時溶料中發生鼓包的問題，當鼓包較大時，在拉晶過程 中隨著液位的下降，鼓包會漸漸露出液面，這時已經拉出的晶棒會碰擦鼓包，如不及時停爐 會發生晶棒跌落的嚴重事故。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在於提供一種結構簡單、使用方便、科學實用、提高石英坩堝抗壓能 力的橢圓形雙層石英坩堝及其製備方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案實現： 一種橢圓形雙層石英坩堝，由外坩堝和設置在外坩堝內部的內坩堝組合而成，所述的 外坩堝和內坩堝之間的距離為4?8_，外坩堝和內坩堝的堅直截面為等腰梯形結構，外坩 堝和內坩堝頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均為50%，外坩堝和內坩堝規格 為：外坩堝和內坩堝的厚度為5?12mm，外坩堝和內坩堝側面倒角角度為50?70度，外坩 堝和內坩堝的高度為250?270mm，外坩堝頂部橢圓長軸為450?470mm，外坩堝頂部橢圓 短軸為225?235mm，外坩堝底部橢圓長軸為290?310mm，外坩堝底部橢圓短軸為145? 155mm，內?甘禍頂部橢圓長軸為434?466mm，內?甘禍頂部橢圓短軸為217?233mm，內?甘禍 底部橢圓長軸為274?306mm，內坩堝底部橢圓短軸為137?153mm。
[0006] 所述的外坩堝和內坩堝規格最優選方案：外坩堝和內坩堝之間的距離為6mm，夕卜 坩堝和內坩堝的厚度為8mm，外坩堝和內坩堝側面倒角角度為60度，外坩堝和內坩堝的高 度為260mm，外；t甘禍頂部橢圓長軸為460mm，外；t甘禍頂部橢圓短軸為230mm，外；t甘禍底部橢圓 長軸為300mm，外坩堝底部橢圓短軸為150mm，內坩堝頂部橢圓長軸為448mm，內坩堝頂部橢 圓短軸為224mm，內;t甘禍底部橢圓長軸為288mm，內;t甘禍底部橢圓短軸為144mm。
[0007] 所述的內坩堝為上口大下口小的倒置的橢圓錐筒狀，內坩堝上口橢圓度大於外坩 堝橢圓度，內坩堝下口橢圓度小於外坩堝下口橢圓度。
[0008] 所述的內坩堝環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面分別設有一個0. 1?0. 3mm的 防爆裂孔。
[0009] -種橢圓形雙層石英坩堝的製備方法，按以下步驟完成： (1) 石英砂泥漿的製備：外坩堝和內坩堝由以下原料按其重量份數均勻混合形成配合 料：石英砂93?95份，氟矽酸鈉0. 2?2. 4份，碳酸鈣1?3份，聚乙烯醇0. 1?0. 3份， 高嶺土 2?4份，娃酸鈉0. 5?1份，將配合料加入球磨機中，按照40ml蒸饋水/100克配 合料的比例，向球磨機中加入蒸餾水；再放入與配合料等重量的球石球磨24?48小時；最 後，將料漿從球磨機中倒出，並經過150目標準篩細分，形成坩堝用的石英砂泥漿； (2) 成型兩種不同尺寸型號的橢圓形模具：按照工藝要求，將已烘乾的兩種不同尺寸型 號橢圓形石膏模具內表面修理平滑，並用溼海綿對內表面進行一次刷洗；將已混合均勻的 質量分數為60%的300目碳化矽粉和40%的步驟（1)中的蒸餾水混合料漿均勻噴塗於石 膏模具內壁，噴塗厚度為〇. 5?Imm ;將石膏模具自然晾乾既得兩種不同尺寸型號橢圓形石 英坩堝成型用模具； (3) 注漿成型及修坯：將石英砂泥漿緩慢倒入已製備好的兩種不同尺寸型號石膏模具 中，並不斷震動石膏模具，待石膏內壁吸附的泥漿厚度為5?12_時，迅速將石膏模具中多 餘的石英砂泥漿倒出；當石膏模具中的石英砂泥漿與石膏內壁脫離時，迅速進行脫模，並將 脫模的坯體在空氣中放置24h ;然後清理掉坯體表面的碳化矽粉，並對坯體中的缺陷進行 修補後既得兩種不同尺寸型號的外坩堝和內坩堝坯體； (4) 兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩堝坯體燒制：將兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩 堝坯體分兩次放入帶蓋的氧化鋁匣缽中；將匣缽推入隧道爐中後，按照以下溫度制度燒成： 首先，以升溫速度為1?5°C /min，自室溫升溫至150°C，並保溫240?360min ;然後，以升 溫速度為5°C /min，自150°C升溫至540°C，並保溫30min ;其次，以升溫速度為1°C /min，自 540°C升溫至850°C，並保溫30min ;再次，以升溫速度為4°C /min，自840°C升溫至1280°C， 保溫120min後，關掉電源，待爐溫降至室溫時，取出匣缽既得橢圓形石英坩堝，通過兩次坯 體燒制，既得兩種不同尺寸型號的外坩堝和內坩堝； (5) 組合：內坩堝安放在外坩堝內，內坩堝與外坩堝接觸為無縫銜接，形成橢圓形雙層 石英坩堝，內坩堝環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面設有的防爆裂孔，防止內坩堝在特 殊環境下產生爆裂。
[0010] 與現有的技術相比，本發明的有益效果是： 1、橢圓形石英坩堝較方形或長方形石英坩堝相比，由於尺寸較小，易注漿成型及修坯。 [0011] 2、橢圓形石英坩堝坯體尺寸較小，燒制體積小，易一次成型成品。
[0012] 3、通過兩次坯體燒制，既得兩種不同尺寸型號的橢圓形石英坩堝，並形成橢圓形 雙層石英坩堝獨創技術。
[0013] 4、由於容器底部壓強大，而外坩堝和內坩堝的堅直截面為等腰梯形結構，當底部 直徑小，有利於提高容器的耐壓強度，同時外坩堝和內坩堝頂部的開口和底部均為橢圓形 結構，由於橢圓形的抗壓能力最強，有效的避免了石英坩堝變形和無法拉晶現象的出現，防 止了溶料中發生鼓包。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明的結構圖。
[0015] 1 一外謝禍2 -內謝禍3-防爆裂孔。

【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進一步說明： 實施例一 如圖1所示，一種橢圓形雙層石英坩堝，由外坩堝1和設置在外坩堝1內部的內坩堝 2組合而成，所述的外坩堝1和內坩堝2之間的距離為4_，外坩堝1和內坩堝2的堅直截 面為等腰梯形結構，外坩堝1和內坩堝2頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均 為50%，外坩堝1和內坩堝2規格為：外坩堝1和內坩堝2的厚度為6mm，外坩堝1和內坩 堝2側面倒角角度為50度，外坩堝1和內坩堝2的高度為250mm，外坩堝1頂部橢圓長軸 為450mm，外?甘禍1頂部橢圓短軸為225mm，外?甘禍1底部橢圓長軸為290mm，外?甘禍1底部 橢圓短軸為145mm，內坩堝2頂部橢圓長軸為442mm，內坩堝2頂部橢圓短軸為221mm，內坩 堝2底部橢圓長軸為282mm，內坩堝2底部橢圓短軸為141mm，所述的內坩堝2為上口大下 口小的倒置的橢圓錐筒狀，內坩堝2上口橢圓度大於外坩堝1橢圓度，內坩堝2下口橢圓度 小於外坩堝1下口橢圓度，所述的內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面分別設有 一個0· Imm的防爆裂孔3。
[0017] 此的製備方法，按以下步驟完成： (1) 石英砂泥漿的製備：外坩堝1和內坩堝2由以下原料按其重量份數均勻混合形成 配合料：石英砂93份，氟矽酸鈉0. 2份，碳酸鈣1份，聚乙烯醇0. 1份，高嶺土 2份，矽酸鈉 0. 5份，將配合料加入球磨機中，按照40ml蒸餾水/100克配合料的比例，向球磨機中加入蒸 餾水；再放入與配合料等重量的球石球磨24?48小時；最後，將料漿從球磨機中倒出，並 經過150目標準篩細分，形成坩堝用的石英砂泥漿； (2) 成型兩種不同尺寸型號的橢圓形模具：按照工藝要求，將已烘乾的兩種不同尺寸型 號橢圓形石膏模具內表面修理平滑，並用溼海綿對內表面進行一次刷洗；將已混合均勻的 質量分數為60%的300目碳化矽粉和40%的步驟（1)中的蒸餾水混合料漿均勻噴塗於石 膏模具內壁，噴塗厚度為〇. 5mm ;將石膏模具自然晾乾既得兩種不同尺寸型號橢圓形石英 坩堝成型用模具； (3) 注漿成型及修坯：將石英砂泥漿緩慢倒入已製備好的兩種不同尺寸型號石膏模具 中，並不斷震動石膏模具，待石膏內壁吸附的泥漿厚度為6_時，迅速將石膏模具中多餘的 石英砂泥漿倒出；當石膏模具中的石英砂泥漿與石膏內壁脫離時，迅速進行脫模，並將脫模 的坯體在空氣中放置24h ;然後清理掉坯體表面的碳化矽粉，並對坯體中的缺陷進行修補 後既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2坯體； (4) 兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩堝坯體燒制：將兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩 堝坯體分兩次放入帶蓋的氧化鋁匣缽中；將匣缽推入隧道爐中後，按照以下溫度制度燒成： 首先，以升溫速度為1?5°C /min，自室溫升溫至150°C，並保溫240?360min ;然後，以升 溫速度為5°C /min，自150°C升溫至540°C，並保溫30min ;其次，以升溫速度為1°C /min，自 540°C升溫至850°C，並保溫30min ;再次，以升溫速度為4°C /min，自840°C升溫至1280°C， 保溫120min後，關掉電源，待爐溫降至室溫時，取出匣缽既得橢圓形石英坩堝，通過兩次坯 體燒制，既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2 ; (5)組合：內坩堝2安放在外坩堝1內，內坩堝2與外坩堝1接觸為無縫銜接，形成橢 圓形雙層石英坩堝，內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面設有的防爆裂孔3,防止 內坩堝2在特殊環境下產生爆裂。
[0018] 實施例二 如圖1所示，一種橢圓形雙層石英坩堝，由外坩堝1和設置在外坩堝1內部的內坩堝 2組合而成，所述的外坩堝1和內坩堝2之間的距離為6_，外坩堝1和內坩堝2的堅直截 面為等腰梯形結構，外坩堝1和內坩堝2頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均 為50%，外坩堝1和內坩堝2規格為：外坩堝1和內坩堝2的厚度為8mm，外坩堝1和內坩 堝2側面倒角角度為60度，外坩堝1和內坩堝2的高度為260mm，外坩堝1頂部橢圓長軸 為460mm，外?甘禍1頂部橢圓短軸為230mm，外?甘禍1底部橢圓長軸為300mm，外?甘禍1底部 橢圓短軸為150mm，內坩堝2頂部橢圓長軸為448mm，內坩堝2頂部橢圓短軸為224mm，內坩 堝2底部橢圓長軸為288mm，內坩堝2底部橢圓短軸為144mm，所述的內坩堝2為上口大下 口小的倒置的橢圓錐筒狀，內坩堝2上口橢圓度大於外坩堝1橢圓度，內坩堝2下口橢圓度 小於外坩堝1下口橢圓度，所述的內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面分別設有 一個0. 2mm的防爆裂孔3。
[0019] 此的製備方法，按以下步驟完成： (1) 石英砂泥漿的製備：外坩堝1和內坩堝2由以下原料按其重量份數均勻混合形成 配合料：石英砂94份，氟矽酸鈉1. 4份，碳酸鈣2份，聚乙烯醇0. 2份，高嶺土 3份，矽酸鈉 0. 7份，將配合料加入球磨機中，按照40ml蒸餾水/100克配合料的比例，向球磨機中加入蒸 餾水；再放入與配合料等重量的球石球磨24?48小時；最後，將料漿從球磨機中倒出，並 經過150目標準篩細分，形成坩堝用的石英砂泥漿； (2) 成型兩種不同尺寸型號的橢圓形模具：按照工藝要求，將已烘乾的兩種不同尺寸型 號橢圓形石膏模具內表面修理平滑，並用溼海綿對內表面進行一次刷洗；將已混合均勻的 質量分數為60%的300目碳化矽粉和40%的步驟（1)中的蒸餾水混合料漿均勻噴塗於石 膏模具內壁，噴塗厚度為〇. 5mm ;將石膏模具自然晾乾既得兩種不同尺寸型號橢圓形石英 坩堝成型用模具； (3) 注漿成型及修坯：將石英砂泥漿緩慢倒入已製備好的兩種不同尺寸型號石膏模具 中，並不斷震動石膏模具，待石膏內壁吸附的泥漿厚度為8_時，迅速將石膏模具中多餘的 石英砂泥漿倒出；當石膏模具中的石英砂泥漿與石膏內壁脫離時，迅速進行脫模，並將脫模 的坯體在空氣中放置24h ;然後清理掉坯體表面的碳化矽粉，並對坯體中的缺陷進行修補 後既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2坯體； (4) 兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩堝坯體燒制：將兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩 堝坯體分兩次放入帶蓋的氧化鋁匣缽中；將匣缽推入隧道爐中後，按照以下溫度制度燒成： 首先，以升溫速度為1?5°C /min，自室溫升溫至150°C，並保溫240?360min ;然後，以升 溫速度為5°C /min，自150°C升溫至540°C，並保溫30min ;其次，以升溫速度為1°C /min，自 540°C升溫至850°C，並保溫30min ;再次，以升溫速度為4°C /min，自840°C升溫至1280°C， 保溫120min後，關掉電源，待爐溫降至室溫時，取出匣缽既得橢圓形石英坩堝，通過兩次坯 體燒制，既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2 ; (5)組合：內坩堝2安放在外坩堝1內，內坩堝2與外坩堝1接觸為無縫銜接，形成橢 圓形雙層石英坩堝，內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面設有的防爆裂孔3,防止 內坩堝2在特殊環境下產生爆裂。
[0020] 實施例三 如圖1所示，一種橢圓形雙層石英坩堝，由外坩堝1和設置在外坩堝1內部的內坩堝2 組合而成，所述的外坩堝1和內坩堝2之間的距離為8_，外坩堝1和內坩堝2的堅直截面 為等腰梯形結構，外坩堝1和內坩堝2頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均為 50%,外坩堝1和內坩堝2規格為：外坩堝1和內坩堝2的厚度為IOmm,外坩堝1和內坩堝 2側面倒角角度為70度，外坩堝1和內坩堝2的高度為270mm，外坩堝1頂部橢圓長軸為 470mm，外?甘禍1頂部橢圓短軸為235mm，外?甘禍1底部橢圓長軸為310mm，外?甘禍1底部橢 圓短軸為155mm，內坩堝2頂部橢圓長軸為454mm，內坩堝2頂部橢圓短軸為227mm，內坩堝 2底部橢圓長軸為294mm，內坩堝2底部橢圓短軸為147mm，所述的內坩堝2為上口大下口小 的倒置的橢圓錐筒狀，內坩堝2上口橢圓度大於外坩堝1橢圓度，內坩堝2下口橢圓度小於 外坩堝1下口橢圓度，所述的內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面分別設有一個 0. 3mm的防爆裂孔3。
[0021] 此的製備方法，按以下步驟完成： (1) 石英砂泥漿的製備：外坩堝1和內坩堝2由以下原料按其重量份數均勻混合形成 配合料：石英砂95份，氟矽酸鈉2. 4份，碳酸鈣3份，聚乙烯醇0. 3份，高嶺土 4份，矽酸鈉 1份，將配合料加入球磨機中，按照40ml蒸餾水/100克配合料的比例，向球磨機中加入蒸餾 水；再放入與配合料等重量的球石球磨24?48小時；最後，將料漿從球磨機中倒出，並經 過150目標準篩細分，形成坩堝用的石英砂泥漿； (2) 成型兩種不同尺寸型號的橢圓形模具：按照工藝要求，將已烘乾的兩種不同尺寸型 號橢圓形石膏模具內表面修理平滑，並用溼海綿對內表面進行一次刷洗；將已混合均勻的 質量分數為60%的300目碳化矽粉和40%的步驟（1)中的蒸餾水混合料漿均勻噴塗於石 膏模具內壁，噴塗厚度為〇. 5mm ;將石膏模具自然晾乾既得兩種不同尺寸型號橢圓形石英 坩堝成型用模具； (3) 注漿成型及修坯：將石英砂泥漿緩慢倒入已製備好的兩種不同尺寸型號石膏模具 中，並不斷震動石膏模具，待石膏內壁吸附的泥漿厚度為IOmm時，迅速將石膏模具中多餘 的石英砂泥漿倒出；當石膏模具中的石英砂泥漿與石膏內壁脫離時，迅速進行脫模，並將脫 模的坯體在空氣中放置24h ;然後清理掉坯體表面的碳化矽粉，並對坯體中的缺陷進行修 補後既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2坯體； (4) 兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩堝坯體燒制：將兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩 堝坯體分兩次放入帶蓋的氧化鋁匣缽中；將匣缽推入隧道爐中後，按照以下溫度制度燒成： 首先，以升溫速度為1?5°C /min，自室溫升溫至150°C，並保溫240?360min ;然後，以升 溫速度為5°C /min，自150°C升溫至540°C，並保溫30min ;其次，以升溫速度為1°C /min，自 540°C升溫至850°C，並保溫30min ;再次，以升溫速度為4°C /min，自840°C升溫至1280°C， 保溫120min後，關掉電源，待爐溫降至室溫時，取出匣缽既得橢圓形石英坩堝，通過兩次坯 體燒制，既得兩種不同尺寸型號的外坩堝1和內坩堝2 ; (5)組合：內坩堝2安放在外坩堝1內，內坩堝2與外坩堝1接觸為無縫銜接，形成橢 圓形雙層石英坩堝，內坩堝2環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面設有的防爆裂孔3,防止 內坩堝2在特殊環境下產生爆裂。
[0022] 經過上述實驗表明，本發明的產品屬性為：抗壓強度為8004?8500kg/cm2,抗 拆強度為710?1040kg/cm 2,石英坩堝抗彎強度為700?llOOkg/cm2,抗扭強度為304? 600kg/cm 2)，能承受住12kg以上的Si料。
[0023] 經過上述實驗表明，採用外坩堝1和內坩堝2之間的距離為6mm，外坩堝1和內坩 堝2的厚度為8mm，外坩堝1和內坩堝2側面倒角角度為60度，外坩堝1和內坩堝2的高 度為260mm，外?甘禍1頂部橢圓長軸為460mm，外?甘禍1頂部橢圓短軸為230mm，外?甘禍1底 部橢圓長軸為300mm，外?甘禍1底部橢圓短軸為150mm，內?甘禍2頂部橢圓長軸為448mm，內 坩堝2頂部橢圓短軸為224mm，內坩堝2底部橢圓長軸為288mm，內坩堝2底部橢圓短軸為 144mm的橢圓形雙層石英坩堝在生產中，其結果最令人滿意。
【權利要求】
1. 一種橢圓形雙層石英坩堝，其特徵在於，由外坩堝和設置在外坩堝內部的內坩堝組 合而成，所述的外坩堝和內坩堝之間的距離為4?8mm，外坩堝和內坩堝的堅直截面為等 腰梯形結構，外坩堝和內坩堝頂部的開口和底部均為橢圓形結構，其橢圓率均為50%，外坩 堝和內坩堝規格為：外坩堝和內坩堝的厚度為5?12mm，外坩堝和內坩堝側面倒角角度為 50?70度，外坩堝和內坩堝的高度為250?270mm，外坩堝頂部橢圓長軸為450?470mm， 外坩堝頂部橢圓短軸為225?235mm，外坩堝底部橢圓長軸為290?310mm，外坩堝底部橢 圓短軸為145?155mm，內?甘禍頂部橢圓長軸為434?466mm，內?甘禍頂部橢圓短軸為217? 233mm，內?甘禍底部橢圓長軸為274?306mm，內?甘禍底部橢圓短軸為137?153mm。
2. 根據權利要求1所述的一種橢圓形雙層石英坩堝，其特徵在於，所述的外坩堝和內 坩堝規格最優選方案：外坩堝和內坩堝之間的距離為6_，外坩堝和內坩堝的厚度為8_， 外坩堝和內坩堝側面倒角角度為60度，外坩堝和內坩堝的高度為260mm，外坩堝頂部橢圓 長軸為460mm，外坩堝頂部橢圓短軸為230mm，外坩堝底部橢圓長軸為300mm，外坩堝底部橢 圓短軸為150mm，內坩堝頂部橢圓長軸為448mm，內坩堝頂部橢圓短軸為224mm，內坩堝底部 橢圓長軸為288mm，內；t甘禍底部橢圓短軸為144mm。
3. 根據權利要求1所述的一種橢圓形雙層石英坩堝，其特徵在於，所述的內坩堝為上 口大下口小的倒置的橢圓錐筒狀，內坩堝上口橢圓度大於外坩堝橢圓度，內坩堝下口橢圓 度小於外坩堝下口橢圓度。
4. 根據權利要求1所述的一種橢圓形雙層石英坩堝，其特徵在於，所述的內坩堝環狀 壁上接近雙層坩堝的底處對稱面分別設有一個0. 1?0. 3_的防爆裂孔。
5. 根據權利要求1所述的一種橢圓形雙層石英坩堝的製備方法，其特徵在於，按以下 步驟完成： (1) 石英砂泥漿的製備：外坩堝和內坩堝由以下原料按其重量份數均勻混合形成配合 料：石英砂93?95份，氟矽酸鈉0. 2?2. 4份，碳酸鈣1?3份，聚乙烯醇0. 1?0. 3份， 高嶺土 2?4份，娃酸鈉0. 5?1份，將配合料加入球磨機中，按照40ml蒸饋水/100克配 合料的比例，向球磨機中加入蒸餾水；再放入與配合料等重量的球石球磨24?48小時；最 後，將料漿從球磨機中倒出，並經過150目標準篩細分，形成坩堝用的石英砂泥漿； (2) 成型兩種不同尺寸型號的橢圓形模具：按照工藝要求，將已烘乾的兩種不同尺寸型 號橢圓形石膏模具內表面修理平滑，並用溼海綿對內表面進行一次刷洗；將已混合均勻的 質量分數為60%的300目碳化矽粉和40%的步驟（1)中的蒸餾水混合料漿均勻噴塗於石 膏模具內壁，噴塗厚度為〇. 5?Imm ;將石膏模具自然晾乾既得兩種不同尺寸型號橢圓形石 英坩堝成型用模具； (3) 注漿成型及修坯：將石英砂泥漿緩慢倒入已製備好的兩種不同尺寸型號石膏模具 中，並不斷震動石膏模具，待石膏內壁吸附的泥漿厚度為5?12_時，迅速將石膏模具中多 餘的石英砂泥漿倒出；當石膏模具中的石英砂泥漿與石膏內壁脫離時，迅速進行脫模，並將 脫模的坯體在空氣中放置24h ;然後清理掉坯體表面的碳化矽粉，並對坯體中的缺陷進行 修補後既得兩種不同尺寸型號的外坩堝和內坩堝坯體； (4) 兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩堝坯體燒制：將兩種不同尺寸型號橢圓形石英坩 堝坯體分兩次放入帶蓋的氧化鋁匣缽中；將匣缽推入隧道爐中後，按照以下溫度制度燒成： 首先，以升溫速度為1?5°C /min，自室溫升溫至150°C，並保溫240?360min ;然後，以升 溫速度為5°C /min，自150°C升溫至540°C，並保溫30min ;其次，以升溫速度為1°C /min，自 540°C升溫至850°C，並保溫30min ;再次，以升溫速度為4°C /min，自840°C升溫至1280°C， 保溫120min後，關掉電源，待爐溫降至室溫時，取出匣缽既得橢圓形石英坩堝，通過兩次坯 體燒制，既得兩種不同尺寸型號的外坩堝和內坩堝； (5)組合：內坩堝安放在外坩堝內，內坩堝與外坩堝接觸為無縫銜接，形成橢圓形雙層 石英坩堝，內坩堝環狀壁上接近雙層坩堝的底處對稱面設有的防爆裂孔，防止內坩堝在特 殊環境下產生爆裂。
【文檔編號】C30B35/00GK104213198SQ201410454590
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】唐秀雲 申請人:江蘇凱新隆石英科技有限公司