[发明专利]一种晶体硅生长炉的保温硬毡及其制作方法

说明书

本发明涉及单晶硅生长炉用保温毡制备技术领域，尤其涉及一种晶体硅生长炉的保温硬毡及其制作方法。一种晶体硅生长炉的保温硬毡的制作方法，包括以下步骤：步骤S1、将碳纤维剪切成碳纤维丝束，烘干后冷却，将碳纤维丝束吹散至呈丝状；步骤S2、将碳纤维丝束编织为双向正交的碳纤维毡；步骤S3、将双向正交的碳纤维毡制作为三向正交的碳纤维毡。所述晶体硅生长炉的保温硬毡的制作方法，能够制备出低密度高保温性能的晶体硅生长炉的保温硬毡，同时达到缩短生产周期、减少工业生产中的危害因素的目的，解决了晶体硅生长炉的保温硬毡生产过程原料危害性大、安全隐患大、生产周期长的问题。

技术领域

本发明涉及单晶硅生长炉用保温毡制备技术领域，尤其涉及一种晶体硅生长炉的保温硬毡及其制作方法。

背景技术

单晶硅，即硅的单晶体。熔融的单质硅在凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，多晶核长成晶面取向相同的晶粒，这些晶粒平行结合起来就结晶成单晶硅。单晶硅是一种良好的半导体材料，用于制造半导体器件、太阳能电池等，通常用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

单晶硅生长炉热场常用的保温隔热材料为石墨软毡、硬毡保温材料，其主要作用包括：保证单晶炉内的温度稳定，减少热能损耗，降低运行功率。

目前晶体硅生长炉的硬毡保温材料，使用了带有混合溶剂的酚醛树脂，其中混合溶剂对人有一定的危害性，其蒸汽能与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起爆炸燃烧，因此在生产中存在安全隐患。此外，使用溶剂溶解的酚醛树脂，需要等待较长的时间以降低溶剂的含量，使得生产周期较长，且酚醛树脂的固化温度高，导致生产中能耗大。

发明内容

针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种晶体硅生长炉的保温硬毡的制作方法，能够制备出低密度高保温性能的晶体硅生长炉的保温硬毡，同时达到缩短生产周期、减少工业生产中的危害因素的目的，解决了晶体硅生长炉的保温硬毡生产过程原料危害性大、安全隐患大、生产周期长的问题。

本发明的另一目的在于提出一种晶体硅生长炉的保温硬毡，具有低密度、保温性能好的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种晶体硅生长炉的保温硬毡的制作方法，包括以下步骤：

步骤S1、将碳纤维剪切成碳纤维丝束，烘干后冷却，将碳纤维丝束吹散至呈丝状；

步骤S2、将碳纤维丝束编织为双向正交的碳纤维毡；

步骤S3、将双向正交的碳纤维毡制作为三向正交的碳纤维毡；

步骤S4、配置混合树脂体系：将混合树脂体系的原料混合搅拌均匀，得到混合树脂体系，所述混合树脂体系的原料包括环氧树脂、添加剂和水；

步骤S5、将碳纤维毡裁剪至所需尺寸；

步骤S6、双面浸入树脂：对碳纤维毡的正反两面分别进行混合树脂体系的浸入，得到预浸料；

步骤S7、将预浸料固定于模具中，烘干后冷却，从模具中取出已固定外形的固化毡制品；

步骤S8、将固化毡制品经过真空高温碳化，得到一种晶体硅生长炉的保温硬毡。

更进一步说明，所述步骤S4中，环氧树脂与添加剂的质量比为100：(1～25)，水的添加量占所述混合树脂体系的总质量的1～80％；

所述混合树脂体系的高温残炭率＜5％。

更进一步说明，所述碳纤维为黏胶基碳纤维、聚丙烯腈碳纤维和沥青基碳纤维中的一种或多种的组合；

所述添加剂为酸酐类添加剂、酚类添加剂、硫醇类添加剂或胺类添加剂中的任意一种。