[发明专利]一种拉制单晶硅的坩埚及制备方法

摘要

本发明涉及一种拉制单晶硅的坩埚及制备方法。本坩埚由(SMC)等法制作素坯，再进热处理后生成的C/SiC埚坯与电弧法制备的各种涂层组成。本法及制备的坩埚，全面优于电弧法制备的石英坩埚。

主权项

一种拉制单晶硅的坩堝及制备方法，其特征在于：本坩堝由炭纤维增强的碳化硅(C/SiC)等的堝坯，与内表面的各种涂层组成；本制备法包括以下步骤：1)、制备C/SiC的堝坯；(1)、本发明采用模塑料热压成型工艺(MSC)与原位合成法制备C/SiC堝坯：1)、将短切炭纤維+粘接剂+炭粉+硅粉+(碳化硅粉)+脱模剂等混练后，组成模塑料，2)、称重后团状的模塑料放入热压机的模腔内，3)、在压机的压力下，模腔内团状的模塑料，因模塑料的流动而充满型腔，4)、模塑料热压成型并热固化脱模后，成为C/SiC坩堝素坯；5)、此素坯经热处理后，树脂分解转換成固态炭，硅粉与炭粉在高于1417C的条件下进行化合反应，原位生成SiC，6)、此新生的SiC将炭纤维和原有的SiC固结成一体，模塑料成型固化后的素坯，因此转变为C/SiC堝坯。本发明的C/SiC堝坯，其形状按JC/T1048‑2007设计，其厚度为2‑15毫米，最佳厚度为3‑5毫米；在C/SiC的模塑料中，炭纤维最好采用高延伸，低模量的短碳纤维，其含量约佔30％，其长度在1‑10毫米之间，最佳长度为2‑4毫米；其炭粉与硅粉的克分子比约为1∶1；最好采用高残碳率的酚醛树脂做模塑料的粘接剂。(2)、本发明采用制备树脂砂轮的工艺制备坩堝的素坯；素坯经热处理后生成炭结合的C/SiC坩堝坯。2)、制备各种涂层：本发明利用现有电弧法成型石英坩堝的工艺，在已成型的C/SiC堝坯的内表面上，在离心力的作用下，熔制一层Si；或SiO₂；或SiO₂/SiC；或SiO₂/Si₃N₄；或SiC/Si₃N₄的涂层。