專利名稱：晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及晶體生長(zhǎng)爐用的熱場(chǎng)零件，具體為晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體娃材料行業(yè)長(zhǎng)期以“提聞娃單晶的尺寸和質(zhì)量”為主要目標(biāo)，由于石墨的耐高溫性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，CZ硅單晶爐的襯套、坩堝等均采用高純石墨制造。但是石墨有以下缺點(diǎn)(I)石墨的脆性大，在交變了熱應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生裂紋，裂紋有可能改變零件的熱傳導(dǎo)性能；(2)從石墨件中揮發(fā)出來(lái)的雜質(zhì)或石墨降解形成的顆?？赡軙?huì)污染硅熔體，這使石墨坩堝受到較大的拉應(yīng)力作用，導(dǎo)致剛性降低；(3)成本高，大直徑的坩堝用聞品質(zhì)的石墨主要依罪進(jìn)口，其價(jià)格聞昂。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服上述的技術(shù)問(wèn)題，提供一種具有強(qiáng)度好、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉、滿足單晶硅設(shè)備的大型化和復(fù)雜化需求的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，具體技術(shù)方案為晶體生長(zhǎng)爐 用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，按照晶體生長(zhǎng)爐零件的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸用碳纖維編織成三維織物，三維織物表面再針刺復(fù)合由多層碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物組成的復(fù)合層，碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物交錯(cuò)層疊，逐層針刺復(fù)合。碳纖維網(wǎng)氈的面密度為150 — 300克/平方米。三維織物的面密度為300 — 700克/平方米，厚度為O. 5 — 5厘米。碳纖維織物的面密度為90 — 450克/平方米。晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體的最外層為碳纖維網(wǎng)氈。本實(shí)用新型提供的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體重量輕，具有高強(qiáng)度、高模量、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)特性，不易破損、使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的剖面層疊示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體為一個(gè)坩堝，利用三維編織機(jī)將碳纖維編織成坩堝形狀的三維織物1，面密度為400克/平方米，厚度為I厘米；三維織物表面再針刺復(fù)合由多層碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物組成的復(fù)合層2 ；如圖2所示，利用氣流成網(wǎng)機(jī)將短切纖維制成面密度為180克/平方米的碳纖維網(wǎng)氈21，將碳纖維網(wǎng)氈21覆在三維織物I上，針刺復(fù)合；[0014]再將面密度為200克/平方米的碳纖維織物22覆在碳纖維網(wǎng)氈21上針刺復(fù)合；依次再覆蓋碳纖維網(wǎng)氈21、碳纖維織物22，直到厚度達(dá)到要求，最外層為碳纖維網(wǎng)氈。針刺密度為28針/平方厘米，針刺深度為15毫米逐層針刺，層間密度為13層/厘米，得到體積密度為O. 5 4克/立方厘米適用于晶體生長(zhǎng)爐用的坩堝。
權(quán)利要求1.晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，其特征在于按照晶體生長(zhǎng)爐零件的形狀、 結(jié)構(gòu)和尺寸用碳纖維編織成三維織物，三維織物表面再針刺復(fù)合多層由碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物組成的復(fù)合層，碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物交錯(cuò)層疊，逐層針刺復(fù)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，其特征在于碳纖維網(wǎng)氈的面密度為150 — 300克/平方米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，其特征在于三維織物的面密度為300 — 700克/平方米，厚度為O. 5 — 5厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，其特征在于碳纖維織物的面密度為90 — 450克/平方米。
專利摘要本實(shí)用新型涉及晶體生長(zhǎng)爐用的熱場(chǎng)零件，具體為晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體，按照晶體生長(zhǎng)爐零件的形狀、結(jié)構(gòu)和尺寸用碳纖維編織成三維織物，三維織物表面覆多層碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物組成的復(fù)合層，碳纖維網(wǎng)氈和碳纖維織物交錯(cuò)層疊，逐層針刺復(fù)合。本實(shí)用新型提供的晶體生長(zhǎng)爐用碳纖維復(fù)合材料預(yù)制體重量輕，具有高強(qiáng)度、高模量、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)特性，不易破損、使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉。
文檔編號(hào)C04B35/83GK202881443SQ201220573450
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月3日
發(fā)明者繆黎麗, 繆黎燕, 繆伯承 申請(qǐng)人:宜興市飛舟高新科技材料有限公司