[发明专利]硅的受控的定向凝固

权利要求书

1.用于定向凝固的设备，其包括：

包括底部的定向凝固坩埚；和

冷却平台，其包括：

第一表面，所述第一表面限定了孔，所述孔配置为接收所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分，其中所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分位于所述孔内；

冷却管道，所述冷却管道配置为将一部分的强制空气提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的多个侧壁包含热面耐火材料。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述定向凝固坩埚的所述底部包含传导性耐火材料。

4.如权利要求1所述的设备，其中至少所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分包括配置为散热的多个传热片。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述多个传热片的至少一部分沿着所述定向凝固坩埚的所述底部向外延伸。

6.如权利要求4所述的设备，其中所述传热片包括扁钢条。

7.如权利要求4所述的设备，其中所述传热片包含不锈钢。

8.如权利要求1所述的设备，其中至少所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分包括配置为位于所述孔内的凸面。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述孔接收所述定向凝固坩埚的所述底部的中央。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述孔配置为通过允许所述坩埚水平地支撑在所述冷却平台上来接收所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述孔配置为接收所述底部的25％的表面积。

12.如权利要求1所述的设备，其中所述孔为圆形的。

13.如权利要求1所述的设备，其中所述孔为矩形的。

14.如权利要求1所述的设备，其中所述第一表面与第二表面分隔开以限定所述冷却管道的矩形横截面。

15.如权利要求1所述的设备，其中所述冷却管道还包括第二表面，所述第二表面配置为与所述第一表面一起限定喷嘴，其中所述喷嘴将所述一部分的强制空气提供到由所述孔接收的所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分。

16.如权利要求1所述的设备，其中所述冷却管道配置为将所述一部分的强制空气垂直地提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分。

17.如权利要求1所述的设备，其中所述冷却管道包括冷却管道入口，所述冷却管道入口配置为向所述冷却管道提供所述强制空气。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述冷却管道入口包括至少一个强制空气入口，所述强制空气入口配置为接收来自风扇的强制空气。

19.如权利要求1所述的设备，其中所述冷却管道配置为以均匀的方式将所述一部分的强制空气提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分。

20.如权利要求1所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分的所述一部分的强制空气是湍流的。

21.如权利要求1所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分的所述一部分的强制空气的速度为至少16米/秒(m/s)。

22.如权利要求1所述的设备，其中提供到所述定向凝固坩埚的所述底部的一部分的所述一部分的强制空气的体积速度为至少5000立方英尺/分钟。

23.如权利要求17所述的设备，其中由所述冷却管道入口接收的所述强制空气处于环境温度。

24.如权利要求1所述的设备，其还包括顶部加热器，所述顶部加热器包括至少一个加热构件，所述加热构件包括加热元件或感应加热器。

25.如权利要求24所述的设备，其中所述顶部加热器还包括隔热体，所述隔热体包括隔热砖、耐火物、耐火物的混合物、隔热板、陶瓷纸、高温毛或其混合物。

26.如权利要求25所述的设备，其中所述顶部加热器还包括外套，其中所述隔热体至少部分地设置在所述加热元件和所述顶部加热器外套之间。