[发明专利]一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺及其中使用的石英浆料

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷坩埚技术领域，具体涉及一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺及其中使用的石英浆料。

背景技术

石英陶瓷坩埚是多晶铸锭中不可或缺的重要容器，其主要作用是承载多晶硅料在连续高温的环境中定向长晶排杂，需要该容器具有较好的热稳定性及高强度要求。目前主要的技术方案是采用双侧吸浆的方法。双侧吸浆方法使用双侧吸浆模具，该模具包括外模箱和内模箱，外模箱和内模箱之间的空隙为浆料浇注区，外模箱和内模箱之间空隙的形状决定了石英坩埚的形状。双侧吸浆方法是运用石膏毛细孔吸水特性，制成需要的模具形状，同时混合几种不同颗粒大小的石英砂，制成浆料，浇注在模具中，利用石膏模具的吸水特性，最终制得产品，该方法主要缺点：1、两侧吸浆会在毛坯中形成分层形象，影响坩埚的强度；2、毛坯为非均质体，缺陷较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，通过该工艺可以得到均质坯体，同时最终产品的密度更高，强度更大，热稳定性更好。

本发明还要解决的技术问题是提供上述工艺中使用的石英浆料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种石英浆料，它由高纯石英砂经加水球磨制备得到；该石英浆料的粒径分布为D10：2.5-3.5um，D50：13-16um，D90：48-53um；水分含量为14-16wt％；pH值为7-8；电导率为40-60us/cm，粘度为250-400cps。

上述石英浆料的制备方法，其特征在于：将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10～15∶1加入球磨机，加入石英原料A与B总重量的14-16％的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为Φ60∶Φ50∶Φ40∶Φ30＝1.4～1.6∶1∶1.4～1.6∶1，氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1.5～2倍；球磨机转速为16-18转/分，球磨9-12小时；

其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成：

粒径＜0.9mm                    0-10％；

0.9mm＜粒径＜2mm              40-50％；

2mm≤粒径＜5mm        45-55％；

5mm≤粒径             0-5％；

其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成：

粒径＜3mm             3-8％；

3mm≤粒径＜15mm       45-48％；

15mm≤粒径＜50mm      40-45％；

50mm≤粒径            3-6％；

一种石英陶瓷坩埚单侧吸浆工艺，该方法包括如下步骤：

(1)将高纯石英原料A和高纯石英原料B按重量比10～15∶1加入球磨机，加入石英原料A与B总重量的14-16％的去离子水，球磨机中氧化铝球石质量比为Φ60∶Φ50∶Φ40∶Φ30＝1.4～1.6∶1∶1.4～1.6∶1，氧化铝球石总重量为石英原料A与B总重量的1.5～2倍；球磨机转速为16-18转/分，球磨9-12小时；

其中，高纯石英原料A由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成：

粒径＜0.9mm           0-10％；

0.9mm≤粒径＜2mm      40-50％；

2mm≤粒径＜5mm        45-55％；

5mm≤粒径             0-5％；

其中，高纯石英原料B由如下重量百分比的不同粒径的石英砂组成：

粒径＜3mm             3-8％；

3mm≤粒径＜15mm       45-48％；

15mm≤粒径＜50mm      40-45％；

50mm≤粒径            3-6％；

(2)将步骤(1)得到的石英浆料浇注单侧模具后，经10-11小时的吸浆成型，用吸尘器除去模具中心多余的浆料，脱模，毛坯在35-41℃、相对湿度40-50％条件下干燥4-5小时，再在90-110℃下烘干，经1150-1210℃烧结12-13个小时后得到最终的成品。