專利名稱：一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造多晶硅的坩堝的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的多晶硅是采用將多種物質(zhì)混合入坩堝內(nèi)，然后將坩堝及其內(nèi)部的多種物質(zhì)一起放入爐膛內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，獲得多晶硅硅錠，將坩堝丟棄?，F(xiàn)有的坩堝的制造工藝都是將石英溶化后，直接放置于模具內(nèi)，然后燒制成型，但是因?yàn)樵谑⑷诨倪^程需要1750°C 1800°C，石英由結(jié)晶態(tài)變成液態(tài)，體積膨脹，然后再注入石膏模具后，相同體積的液態(tài)石英填充滿石膏模具的空腔，液態(tài)石英在結(jié)晶過程中，體積收縮，使得坩堝的氣孔增大、出現(xiàn)很多開口氣孔，進(jìn)而導(dǎo)致坩堝的致密性、防滲性差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其使得制造坩堝的致密性、防滲性好。一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其技術(shù)方案是這樣的 其特征在于
(a)、制備澆注漿料將石英玻璃加水磨細(xì)制漿，然后加入石英干粉、硅溶膠，混合后攪拌形成澆注漿料，其中石英玻璃石英干粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為(559Γ50%) :(459Γ50%)，澆注漿料的含水質(zhì)量為8% 12% ；
(b)、澆注脫模坯體將制備好的澆注漿料澆注于石膏模具的腔體內(nèi)，待澆注漿料填充滿模具的腔體后，靜置，4、小時(shí)后脫模，形成脫模坯體；
(c)、烘干將脫模坯體放入烘干爐，IOO0C 150°C溫度下6小時(shí) 10小時(shí)烘干；
(d)、燒制將烘干的脫模坯體放入窯爐中燒制，溫度1100°C 1200°C，時(shí)間16小時(shí) ^24小時(shí)；
(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；
(f)、浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度40%飛0%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和，浸泡12 M小時(shí)，然后在100°C 120°C的溫度下烘干，放入窯爐中燒制，溫度 IlOO0C 1200°C，時(shí)間16小時(shí) 24小時(shí)；
(g)、檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率>12%時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率< 1 時(shí)，檢驗(yàn)合格；
(h)、打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。其進(jìn)一步特征在于所述制備澆注漿料的步驟中，將石英玻璃加入水，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為189Γ25%，在球磨機(jī)70°C 80°C的環(huán)境中磨8小時(shí) 12小時(shí)，使得石英玻璃形成小顆粒，之后加入中、大顆?；旌系氖⒏煞酆凸枞苣z進(jìn)行攪拌，最終形成澆注漿料，其中硅溶膠的質(zhì)量占總質(zhì)量的0. 19Γ0. 3% ；所述小顆粒粒徑< 0. 5mm，所述中、大顆粒粒徑為0. 5 mm Imm ； 所述浸涂步驟中，浸涂之后的坩堝坯體滴干多余的溶液后，送入烘房干燥，經(jīng)檢驗(yàn)干燥后的坩堝坯體吸水率< 4%時(shí)放入窯爐中燒制，坩堝坯體吸水率> 4%時(shí)重復(fù)浸涂過程。采用本發(fā)明的工藝后，其制作好的坩堝坯體經(jīng)過浸涂質(zhì)量濃度40%飛0%的硅酸乙酯溶液后，其原本的氣孔、特別是開口氣口得到填補(bǔ)，從而使得其致密性、防滲性好。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例一
(a)、制備澆注漿料將石英玻璃加水磨細(xì)制漿，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%，在球磨機(jī) 70°C的環(huán)境中磨12小時(shí)，使得石英玻璃形成小顆粒，然后加入中、大顆粒的石英干粉，小顆粒粒徑< 0.5mm，中、大顆粒粒徑為0.5 mm lmm，其中石英玻璃石英干粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為 55% 45%,再加入占總質(zhì)量0. 1%的硅溶膠，混合后攪拌形成澆注漿料，混合后澆注漿料的含水質(zhì)量為10. 7% ；
(b)、澆注脫模坯體將制備好的澆注漿料澆注于石膏模具的腔體內(nèi)，待澆注漿料填充滿模具的腔體后，靜置，4小時(shí)后脫模，形成脫模坯體；
(c)、烘干將脫模坯體放入烘干爐，100°C溫度下10小時(shí)烘干；
(d)、燒制將烘干的脫模坯體放入窯爐中燒制，溫度1100°C，時(shí)間M小時(shí)；
(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；
(f)、浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度40%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和， 浸泡12小時(shí)，浸涂之后的坩堝坯體滴干多余的溶液后，送入烘房干燥，在100°C的溫度下烘干，經(jīng)檢驗(yàn)干燥后的坩堝坯體吸水率< 4%時(shí)放入窯爐中燒制，溫度1100°C，時(shí)間24小時(shí)，坩堝坯體吸水率> 4%時(shí)重復(fù)浸涂過程；
(g)、檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率>1 時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率< 1 時(shí)，檢驗(yàn)合格；
(h)、打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。具體實(shí)施例二
(a)、制備澆注漿料將石英玻璃加水磨細(xì)制漿，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，在球磨機(jī) 75°C的環(huán)境中磨10小時(shí)，使得石英玻璃形成小顆粒，然后加入中、大顆粒的石英干粉，小顆粒粒徑< 0.5mm，中、大顆粒粒徑為0.5 mm lmm，其中石英玻璃石英干粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為 50% 50%,再加入占總質(zhì)量0. 2%的硅溶膠，混合后攪拌形成澆注漿料，混合后澆注漿料的含水質(zhì)量為8% ；
(b)、澆注脫模坯體將制備好的澆注漿料澆注于石膏模具的腔體內(nèi)，待澆注漿料填充滿模具的腔體后，靜置，6小時(shí)后脫模，形成脫模坯體；
(c)、烘干將脫模坯體放入烘干爐，125°C溫度下8小時(shí)烘干；
(d)、燒制將烘干的脫模坯體放入窯爐中燒制，溫度1150°C，時(shí)間20小時(shí)；
(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；
(f)、浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度50%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和， 浸泡M小時(shí)，然后在110°C的溫度下烘干，經(jīng)檢驗(yàn)干燥后的坩堝坯體吸水率< 4%時(shí)放入窯爐中燒制，溫度1150°C，時(shí)間20小時(shí)，坩堝坯體吸水率彡4%時(shí)重復(fù)浸涂過程；(g)、檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率>12%時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率< 1 時(shí)，檢驗(yàn)合格；
(h)、打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。
具體實(shí)施例三
(a)、制備澆注漿料將石英玻璃加水磨細(xì)制漿，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%，在球磨機(jī) 80°C的環(huán)境中磨8小時(shí)，使得石英玻璃形成小顆粒，然后加入中、大顆粒的石英干粉，小顆粒粒徑< 0.5mm，中、大顆粒粒徑為0.5 mm lmm，其中石英玻璃石英干粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為 50% 50%,再加入占總質(zhì)量0. 3%的硅溶膠，混合后攪拌形成澆注漿料，混合后澆注漿料的含水質(zhì)量為12% ；
(b)、澆注脫模坯體將制備好的澆注漿料澆注于石膏模具的腔體內(nèi)，待澆注漿料填充滿模具的腔體后，靜置，8小時(shí)后脫模，形成脫模坯體；
(c)、烘干將脫模坯體放入烘干爐，150°C溫度下6小時(shí)烘干；
(d)、燒制將烘干的脫模坯體放入窯爐中燒制，溫度1200°C，時(shí)間16小時(shí)；
(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；
(f )、浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度60%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和， 浸泡18小時(shí)，然后在120°C的溫度下烘干，在100°C的溫度下烘干，經(jīng)檢驗(yàn)干燥后的坩堝坯體吸水率< 4%時(shí)放入窯爐中燒制，溫度1200°C，時(shí)間16小時(shí)，坩堝坯體吸水率彡4%時(shí)重復(fù)浸涂過程；
(g)、檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率>1 時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率< 1 時(shí)，檢驗(yàn)合格；
(h)、打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。
權(quán)利要求
1.一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其特征在于(a)、制備澆注漿料將石英玻璃加水磨細(xì)制漿，然后加入石英干粉、硅溶膠，混合后攪拌形成澆注漿料，其中石英玻璃石英干粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為(559Γ50%) :(459Γ50%)，澆注漿料的含水質(zhì)量為8% 12% ；(b)、澆注脫模坯體將制備好的澆注漿料澆注于石膏模具的腔體內(nèi)，待澆注漿料填充滿模具的腔體后，靜置，4、小時(shí)后脫模，形成脫模坯體；(c)、烘干將脫模坯體放入烘干爐，IOO0C 150°C溫度下6小時(shí) 10小時(shí)烘干；(d)、燒制將烘干的脫模坯體放入窯爐中燒制，溫度1100°C 1200°C，時(shí)間16小時(shí) ^24小時(shí)；(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；(f)、浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度40%飛0%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和，浸泡12 M小時(shí)，然后在100°C 120°C的溫度下烘干，放入窯爐中燒制，溫度 IlOO0C 1200°C，時(shí)間16小時(shí) 24小時(shí)；(g)、檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率>12%時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率< 1 時(shí)，檢驗(yàn)合格；(h)、打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其特征在于所述制備澆注漿料的步驟中，將石英玻璃加入水，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為189Γ25%，在球磨機(jī) 700C 80°C的環(huán)境中磨8小時(shí) 12小時(shí)，使得石英玻璃形成小顆粒，之后加入中、大顆?；旌系氖⒏煞酆凸枞苣z進(jìn)行攪拌，最終形成澆注漿料，其中硅溶膠的質(zhì)量占總質(zhì)量的 0. 1% 0· 3%O
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其特征在于所述小顆粒粒徑< 0. 5mm，所述中、大顆粒粒徑為0. 5 mm 1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其特征在于所述浸涂步驟中，浸涂之后的坩堝坯體滴干多余的溶液后，送入烘房干燥，經(jīng)檢驗(yàn)干燥后的坩堝坯體吸水率< 4%時(shí)放入窯爐中燒制，坩堝坯體吸水率> 4%時(shí)重復(fù)浸涂過程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造高致密石英陶瓷坩堝的工藝，其使得制造坩堝的致密性、防滲性好。其特征在于(a)制備澆注漿料；(b)澆注脫模坯體；(c)烘干；(d)燒制；(e)清洗用水將坩堝坯體清洗，之后烘干；(f)浸涂將烘干好的坩堝坯體放入到質(zhì)量濃度40%~60%的硅酸乙酯溶液中浸涂至飽和，浸泡12～24小時(shí)，然后在100℃~120℃的溫度下烘干，放入窯爐中燒制，溫度1100℃~1200℃，時(shí)間16小時(shí)~24小時(shí)；(g)檢驗(yàn)檢測(cè)浸涂步驟后的坩堝的氣孔率，氣孔率≥12%時(shí)，重復(fù)清洗、浸涂步驟，氣孔率﹤12%時(shí)，檢驗(yàn)合格。(h)打磨、檢測(cè)打磨掉不平整的毛邊，檢測(cè)內(nèi)部是否有裂紋。
文檔編號(hào)C03B20/00GK102153272SQ201010597269
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者楊建良 申請(qǐng)人:弘元新材料無錫有限公司