[发明专利]CZ法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚及其制造工艺

权利要求书

1. 一种CZ法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚的制造工艺，所述CZ法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚由埚帮和埚托组成，所述埚帮由碳纤维坯体增强碳基体复合材料制成，碳纤维坯体增强相由二维碳纤维织物叠层或准三维针刺碳纤维毡体构成，其重量不低于埚帮总重量的40％；所述碳基体由树脂碳和化学气相沉积碳组成，其中化学气相沉积碳的含量不大于埚帮总重量的30％；埚帮材料密度≥1.3g/cm³；埚帮内表面有碳化硅涂层，涂层厚度为8～100μm；埚托由高强高纯石墨经表面化学气相沉积碳制成，埚托材料密度≥1.7g/cm³，表面沉积碳涂层厚度为10～100μm，其特征在于，所述CZ法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚的制造工艺，包括以下步骤：

（1）将热固性树脂涂刷在二维碳纤维织物或三维针刺碳纤维毡体上，再一层一层缠绕在圆柱形模具上，利用外力使坯体压实；（2）进行固化处理，固化时间为180～540分钟，固化温度为150～340℃；固化之后的坯体带模具置于炭化炉中进行炭化处理，炭化时间20-30小时，炭化温度600-700℃；再化学气相沉积进行增密，沉积时间为80～300小时，密度达到≥1.1g/cm³；（3）升温至≥1700℃，并保温1.0～2.5小时，进行高温处理后，脱模，再按设计图要求进行钻孔和切断，形成上、下埚帮；再二次化学气相沉积增密，沉积时间为100～250小时后，对工件进行精整；（4）对埚帮的孔壁及埚帮内表面进行表面涂层，表面涂层的配料及重量配比为：硅溶胶:高纯硅粉:石墨粉=3:1:1，用毛刷将配制好的涂料涂刷于埚帮内表面和孔壁，涂层的厚度控制在8～100μm；涂刷之后，在通风处晾3～5小时，再置于烘箱内烘干，于140～200℃保温0.5～1.5小时；（5）将高强石墨按设计图要求机加工成埚托；（6）将上、下埚帮和埚托一起进行化学气相沉积，沉积时间为40～80小时，再升温至≥1750℃，并保温1.5～2.5小时，进行高温处理。

2.根据权利要求1所述CZ法硅单晶生长炉石英坩埚碳素护埚的制造工艺，其特征在于，所述热固性树脂为热固性呋喃树脂。