[发明专利]一种可多次重复使用的多晶坩埚及其成型方法

说明书

本发明公开了一种可多次重复使用的多晶坩埚及其成型方法，涉及坩埚技术领域；多晶坩埚按原料总重量的百分含量计，由如下各原料组成：熔融石英25％‑35％、低气孔率刚玉25％‑35％、氧化锆10％‑40％、氧化铬10％‑30％。本发明的熔融石英、低气孔率刚玉、氧化锆、氧化铬在高温下熔化后相互作用使各成份之间改变晶体结构；另外，各原料在高温下熔化后，晶相重新组合，可以形成可提高坩埚的耐热性的莫来石相、可增强坩埚的抗侵蚀性的斜锆石相、可提高坩埚的稳定性的α‑氧化铝相和可提高晶体的致密性的玻璃相；从而使得成型的多晶坩埚具有耐热性好、韧性好、稳定性高、抗侵蚀性强，且不易破裂以及破碎的优点。

技术领域

本发明涉及坩埚技术领域，尤其涉及一种可多次重复使用的多晶坩埚及其成型方法。

背景技术

目前，现有的坩埚主要通过打结、烧结或压制成型方式制成，由于目前坩埚的配方以及工艺生产的成品因受生产技术的限制以及配方等的限制，坩埚的耐热性差、韧性不好、稳定性差、抗侵蚀性较差，导致所生产的产品平均寿命短，容易破裂以及破碎，而且使用及生产成本高，产生的废品率也居高不下。另外，现有的坩埚大多为一次性坩埚，部分坩埚可重复使用，但坩埚用于融化金属的寿命短，可重复的使用的次数少，一般只能重复使用几次。

发明内容

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种耐热性好、韧性好、稳定性高、抗侵蚀性强，且不易破裂以及破碎的多晶坩埚；另外，本发明还提供一种可多次重复使用的多晶坩埚的成型方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种可多次重复使用的多晶坩埚，所述多晶坩埚按原料总重量的百分含量计，由如下各原料组成：熔融石英25％-35％、低气孔率刚玉25％-35％、氧化锆10％-40％、氧化铬10％-30％。

本发明的有益效果是：本发明的采用低气孔率刚玉，有利于提高成型的多晶坩埚的耐热性、韧性以及稳定性；再者，本发明的熔融石英、低气孔率刚玉、氧化锆、氧化铬在高温下熔化后相互作用使各成份之间具有改变晶体结构、降低熔化温度以及改善晶体性能的作用；另外，上述原料在高温下熔化后，晶相重新组合，可以形成莫来石相、斜锆石相、α-氧化铝相和玻璃相；斜锆石相可增强坩埚的抗侵蚀性，玻璃相可提高晶体的致密性，莫来石相可提高坩埚的耐热性，α-氧化铝相可提高坩埚的稳定性，从而成型的多晶坩埚具有耐热性好、韧性好、稳定性高、抗侵蚀性强，且不易破裂以及破碎的优点。

另外，在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进，还可以具有如下附加技术特征。

进一步，所述多晶坩埚按原料总重量的百分含量计，由如下各原料组成：熔融石英30％、低气孔率刚玉30％、氧化锆20％、氧化铬20％；各原料的含量适中，成型的多晶坩埚具有耐热性好、韧性好、稳定性高、抗侵蚀性强。

进一步，所述低气孔率刚玉按原料总重量的百分含量计，由如下各原料组成：氧化铝90％-98％、氧化钇1.5％-5％、氧化镧0.5％-5％；气孔率刚玉的原料含有氧化钇，有利于在高温条件下氧化钇与氧化铝发生固相反应形成铝酸钇；而氧化镧具有结晶致密化的作用。

进一步，所述低气孔率刚玉的制备方法，包括如下步骤：

(1)按原料总重量的百分含量计，称取如下原料：氧化铝90％-98％、氧化钇1.5％-5％、氧化镧0.5％-5％；

(2)然后将氧化铝、氧化钇和氧化镧搅拌均匀后转入到电熔炉进行电熔，将氧化铝、氧化钇和氧化镧熔解；

(3)电熔至原料完全熔解；继续保持熔体温度并进行精炼，精炼完成后冷却结晶获得球状结晶体，即可得所述低气孔率刚玉。