專利名稱:一種坩堝化學氣相沉積用限氣工裝的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種坩堝化學氣相沉積用限氣工裝，包括爐底保溫層，設置于爐底保溫層上方的石墨分氣底板，和設置于石墨分氣底板上方的石墨筒，以及設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堝的沉積室，所述爐底保溫層上設置有進氣管和與進氣管相連通的第一導氣管，所述石墨分氣底板上設置有與第一導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有與出氣孔相連通的第一通孔，所述石墨筒的底部內壁開設有與第一通孔相連通的第二通孔，所述石墨筒內設置有與第二通孔相連通且用于將氣體導入坩堝內壁的第二導氣管。本實用新型具有結構簡單，裝配方便，可靠性好的優(yōu)點。
【專利說明】一種坩堝化學氣相沉積用限氣工裝

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于炭/炭復合材料制備【技術領域】，具體涉及一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝。

【背景技術】
[0002]炭/炭坩禍用于直拉法單晶硅生產，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)領域，近幾年隨著炭/炭復合材料的發(fā)展，其優(yōu)良的性能已得到很多領域認可，也逐漸取代石墨產品，成為晶體硅生產設備中必備的熱場材料。
[0003]炭/炭坩禍制備經(jīng)歷化學氣相沉積增密、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/炭坩禍坩禍市場發(fā)展。提高炭/炭坩禍制備中化學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，抗壓強度低，極易變形，一般單層放置在料架上進行化學氣相沉積，坩禍底部封閉影響碳源氣體流通，造成沉積效率低，而且內型面極易產生炭黑，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。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝。該工裝具有結構簡單，裝配方便，可靠性好的優(yōu)點，通過在石墨筒筒壁上設置第一通孔，并在石墨筒的底部內壁開設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)坩禍表面進行裂解，形成沉積炭；通過設置墊塊將坩禍墊起，使通入坩禍內的氣體通過墊塊與墊塊之間的空隙排出并在負壓力作用下流經(jīng)坩禍外壁，再經(jīng)石墨分氣板上的導氣孔導出或導入上層石墨筒內。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:包括爐底保溫層，設置于爐底保溫層上方的石墨分氣底板，和設置于石墨分氣底板上方的石墨筒，以及設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置有進氣管和與進氣管相連通的第一導氣管，所述石墨分氣底板上設置有與第一導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有與出氣孔相連通的第一通孔，所述石墨筒的底部內壁開設有與第一通孔相連通的第二通孔，所述石墨筒內設置有與第二通孔相連通且用于將氣體導入坩禍內壁的第二導氣管，所述石墨分氣底板上方且位于石墨筒內均勻設置有多個用于支撐坩禍的墊塊，所述石墨分氣板的中部設置有用于將沉積室內的氣體導出的導氣孔。
[0007]上述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述第二導氣管為L型導氣管，第二導氣管水平段的開口端設置于第二通孔內。
[0008]上述的一種坩禍化學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氣管水平段的高度。
[0009]上述的一種坩禍化學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氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述導氣孔為圓孔，多個所述石墨分氣板的導氣孔的孔徑從上到下逐層增大。
[0012]上述的一種坩禍化學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的氣體排出的空隙。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型具有結構簡單，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置第一通孔，并在石墨筒的底部內壁開設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)坩禍表面進行裂解，形成沉積炭。
[0016]3、本實用新型設置墊塊，墊塊將坩禍墊起，使通入坩禍內的氣體通過墊塊與墊塊之間的空隙排出并在負壓力作用下流經(jīng)坩禍外壁，再經(jīng)石墨分氣板上的導氣孔導出或導入上層石墨筒內。
[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，設置多個所述石墨分氣板的導氣孔的孔徑從上到下逐層增大，保證工裝內為負壓狀態(tài)，使氣體順利流通，保證多個坩禍均勻沉積。
[0018]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

【附圖說明】

[0019]圖1為本實用新型第一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型第二種【具體實施方式】的結構示意圖。
[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】的結構示意圖。
[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]附圖標記說明:
[0025]I一進氣管；2—第一導氣管； 3—石墨筒；
[0026]3-1 一第一通孔； 3-2—第二通孔； 4一第二導氣管；
[0027]5一石墨分氣板； 5-1—導氣孔；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氣相沉積用限氣工裝，包括爐底保溫層9，設置于爐底保溫層9上方的石墨分氣底板8，和設置于石墨分氣底板8上方的石墨筒3，以及設置于石墨筒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上設置有進氣管I和與進氣管I相連通的第一導氣管2，所述石墨分氣底板8上設置有與第一導氣管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的底部內壁開設有與第一通孔3-1相連通的第二通孔3-2，所述石墨筒3內設置有與第二通孔3-2相連通且用于將氣體導入坩禍7內壁的第二導氣管4，所述石墨分氣底板8上方且位于石墨筒3內均勻設置有多個用于支撐坩禍7的墊塊6，所述石墨分氣板5的中部設置有用于將沉積室10內的氣體導出的導氣孔5-1。
[0032]如圖1所示，本實施例中，所述第二導氣管4為L型導氣管，第二導氣管4水平段的開口端設置于第二通孔3-2內。
[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氣管4水平段的高度。
[0034]如圖1所示，本實施例中，相鄰兩個墊塊6之間形成用于將坩禍7內的氣體排出的空隙。
[0035]如圖1所示，本實施例中，進氣管I和第一導氣管2的數(shù)量均為一個。
[0036]實施例2
[0037]如圖2和圖3所示，本實施例的坩禍化學氣相沉積用限氣工裝與實施例1相同，其中不同之處在于:所述石墨筒3和石墨分氣板5的數(shù)量均為兩個，兩個所述石墨筒3和兩個所述石墨分氣板5間隔疊放；位于兩個石墨筒3之間的石墨分氣板5上設置有與第一通孔3-1相連通的第三通孔5-2 ;所述導氣孔5-1為圓孔，多個所述石墨分氣板5的導氣孔5-1的孔徑從上到下逐層增大。
[0038]實施例3
[0039]如圖4和圖5所示，本實施例的坩禍化學氣相沉積用限氣工裝與實施例1相同，其中不同之處在于:所述石墨筒3和石墨分氣板5的數(shù)量均為三個，三個所述石墨筒3和三個所述石墨分氣板5間隔疊放；位于相鄰兩個石墨筒3之間的石墨分氣板5上設置有與第一通孔3-1相連通的第三通孔5-2 ;所述導氣孔5-1為圓孔，多個所述石墨分氣板5的導氣孔5-1的孔徑從上到下逐層增大。本實施例中，進氣管I和第一導氣管2的數(shù)量均為兩個，兩個進氣管I關于石墨筒3的中心軸對稱，兩個第一導氣管2關于石墨筒3的中心軸對稱，相對應的，單個石墨筒3上的第一通孔3-1和第二通孔3-2的數(shù)量均為兩個。
[0040]本實用新型在使用時，可根據(jù)坩禍的尺寸和沉積爐的高度選擇石墨筒和石墨分氣板的個數(shù)。
[0041]當沉積坩禍數(shù)量為一個時，按照限氣工裝的結構將爐底保溫層9、石墨分氣底板8和石墨筒3在沉積爐中組裝好后，將坩禍7倒扣于石墨分氣底板8上方并采用墊塊6墊起，然后將石墨分氣板5置于石墨筒3上裝配好，整個限氣工裝裝配完成后，按照化學氣相沉積工藝，向進氣管I通入碳源氣體，通入的碳源氣體依次通過第一導氣管2和出氣孔8-1進入第一通孔3-1，進入第一通孔3-1的碳源氣體通過第二通孔3-2進入第二導氣管4，并經(jīng)第二導氣管4通入坩禍7內與坩禍7內壁接觸進行化學氣相沉積，沉積過程中氣體通過墊塊6之間的空隙排出并與坩禍7外壁接觸，最后通過導氣孔5-1導出限氣工裝。
[0042]當沉積坩禍數(shù)量為兩個以上時，按照限氣工裝的結構將爐底保溫層9、石墨分氣底板8和石墨筒3在沉積爐中組裝好后，將坩禍7倒扣于石墨分氣底板8上方并采用墊塊6墊起，然后將石墨分氣板5置于石墨筒3上裝配好，按照相同方法自下向上逐層裝配石墨筒
3、坩禍7和石墨分氣板5，整個限氣工裝裝配完成后，通過進氣管I通入碳源氣體，通入的碳源氣體依次通過第一導氣管2和出氣孔8-1進入最下層石墨筒3的第一通孔3-1，進入第一通孔3-1的碳源氣體一部分通過最下層石墨筒3的第二通孔3-2進入最下層石墨筒3內的第二導氣管4，并經(jīng)第二導氣管4通入最下層坩禍7內與坩禍7內壁接觸進行化學氣相沉積，沉積過程中氣體通過墊塊6之間的空隙排出并與坩禍7外壁接觸，最后通過導氣孔5-1導入上一層石墨筒3內，另一部分通過最下層石墨分氣板5的第三通孔5-2進入上一層石墨筒3的第一通孔3-1中，以此類推，碳源氣體逐層上升，最后通過最上層石墨分氣板5的導氣孔5-1導出限氣工裝。
[0043]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:包括爐底保溫層(9)，設置于爐底保溫層(9)上方的石墨分氣底板(8)，和設置于石墨分氣底板(8)上方的石墨筒(3)，以及設置于石墨筒(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)上設置有進氣管(I)和與進氣管(I)相連通的第一導氣管(2)，所述石墨分氣底板(8)上設置有與第一導氣管(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)的底部內壁開設有與第一通孔(3-1)相連通的第二通孔(3-2)，所述石墨筒(3)內設置有與第二通孔(3-2)相連通且用于將氣體導入坩禍(7)內壁的第二導氣管(4)，所述石墨分氣底板(8)上方且位于石墨筒(3)內均勻設置有多個用于支撐坩禍(7)的墊塊(6)，所述石墨分氣板(5)的中部設置有用于將沉積室(10)內的氣體導出的導氣孔(5-1)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述第二導氣管(4)為L型導氣管，第二導氣管(4)水平段的開口端設置于第二通孔(3-2)內。3.根據(jù)權利要求2所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述墊塊(6)的高度不小于第二導氣管(4)水平段的高度。4.根據(jù)權利要求1所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述石墨筒(3)和石墨分氣板(5)的數(shù)量均為多個，多個所述石墨筒(3)和多個所述石墨分氣板(5)間隔疊放。5.根據(jù)權利要求4所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:位于相鄰兩個石墨筒(3)之間的石墨分氣板(5)上設置有與第一通孔(3-1)相連通的第三通孔(5-2)。6.根據(jù)權利要求5所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:所述導氣孔(5-1)為圓孔，多個所述石墨分氣板(5)的導氣孔(5-1)的孔徑從上到下逐層增大。7.根據(jù)權利要求1所述的一種坩禍化學氣相沉積用限氣工裝，其特征在于:相鄰兩個墊塊(6)之間形成用于將坩禍(7)內的氣體排出的空隙。
【文檔編號】C23C16-26GK204281857SQ201420760332
【發(fā)明者】胡振英, 邢如鵬, 姜麗萍, 薛寧娟, 范文斌, 蘇君明 [申請人]西安超碼科技有限公司