[发明专利]一种多晶铸锭用高效坩埚及其制备方法

权利要求书

1.一种多晶铸锭用高效坩埚，其特征在于，包括常规的石英坩埚，所述石英坩埚的内侧有氮化硅复合层，所述氮化硅复合层上方阵列镶嵌有高纯形核颗粒； 所述高纯形核颗粒的成分为粒径为5-15mm的单晶硅和多晶硅，其质量份数比为：1-2:1-3；所述高纯形核颗粒间距为1-4mm，高纯形核颗粒的分布密度为4-100/cm²；所述高纯形核颗粒均匀地镶嵌在氮化硅复合层中，上半部分裸露在氮化硅复合层之上，上半部分高度为5-10mm；所述氮化硅复合层的厚度为1-5mm；所述氮化硅复合层的组分质量份数为：10-20份的高纯氮化硅颗粒、10-50份的高纯水和10-20份的硅溶胶；

所述高纯氮化硅颗粒由20-30份粒径小于20μm、30-50份粒径位于30-40μm之间、30-40份粒径大于50μm的高纯氮化硅颗粒混合而成。

2.根据权利要求1所述的多晶铸锭用高效坩埚，其特征在于，所述氮化硅复合层的组分还包括聚氨酯、羧基丁腈胶乳、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺-酰亚胺、邻苯二甲酸二丁酯和聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯，所述氮化硅复合层的组分质量份数为：高纯氮化硅颗粒10-20份、高纯水10-50份、硅溶胶10-20份、聚氨酯1-3份、羧基丁腈胶乳1-4份、聚对苯二甲酸丁二醇酯3-5份、聚酰胺-酰亚胺4-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份和聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯1-2份。

3.根据权利要求1或2所述的多晶铸锭用新型免喷涂高效坩埚，其特征在于，制备过程为：

（1）按照现有注凝成型工艺制作熔融石英坩埚；

（2）配制氮化硅复合层料浆：取高纯氮化硅颗粒，加入0.4-0.45wt%的氢氟酸溶液中进行浸泡5-10小时，将浸泡后的高纯氮化硅颗粒真空烘干，然后与其他组分按照配比混合，加入相对于高纯氮化硅颗粒0.01-0.1倍量的分散剂，搅拌2-48小时，得到氮化硅复合层料浆；

（3）将步骤（2）配制好的氮化硅复合层料浆通过喷涂、滚涂、刷涂或流延方式分别复合在步骤（1）得到的石英坩埚内底与内侧壁，形成氮化硅复合层；

（4）取高纯形核颗粒，过800-2500目，使用喷涂方式将高纯形核颗粒阵列镶嵌在步骤（3）得到的氮化硅复合层中，使高纯形核颗粒下半部分均匀地镶嵌在氮化硅复合层中，上半部分裸露在氮化硅复合层之上，得到未干的高效坩埚；

（5）将经过步骤（4）后得到的未干的高效坩埚，在200-600℃的条件下进行烧结烘干，得到高效坩埚。

4.根据权利要求3所述的多晶铸锭用新型免喷涂高效坩埚，其特征在于，所述步骤（2）中，所述分散剂为有机分散剂。

5.根据权利要求3所述的多晶铸锭用新型免喷涂高效坩埚，其特征在于，所述步骤（2）中，所述分散剂为邻二甲苯、乙二醇、戊二酸、三硬脂酸甘油酯、氧化聚乙烯蜡和己烯基双硬脂酰胺，其质量份数比为：0.1-0.5:1-1.5:0.1-0.2：0.1-0.2:0.1-0.2：0.1-0.4。