[发明专利]用于石墨表面的碳化硅涂层溶液及其喷涂工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石墨表面涂层技术领域，具体地说是一种用于石墨表面的碳化硅涂层溶液及其喷涂工艺。

背景技术

在我国，太阳能光伏行业的发展带动了诸如多晶硅，单晶硅等硅材料行业的快速发展。在目前我国的产能已经占据世界的50％以上。在这些行业中，普遍涉及到了高温的环境，所以目前主体热场结构都采用进口等静压石墨或国产三高石墨。石墨的耐高温性能良好，但是在单晶硅和多晶硅行业石墨的要求也在提高，需要它们具有更高的寿命，其主要的原因是光伏行业的价格在不断下降，需要各个产业链上的行业降低成本。作为主要耗材，石墨寿命的提高可以使得单位成本下降，所以如何提高石墨热场部件的寿命是一个重要行业议题。

目前行业已经存在高温CVD法涂敷碳化硅，在单晶硅用的石墨导流筒上使用。通过对比，可以使其寿命提高30％。但是该技术完全掌握在日本，美国等发达国家手中。由于美国限制向中国出口高技术，国内目前无法买到CVD涂层反应炉。

发明内容

本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种用于石墨表面的碳化硅涂层溶液，以及一种低成本、易操作的喷涂工艺来对石墨表面做碳化硅涂层，该涂层不需要完全无针孔，但是需要跟石墨表面结合紧密，能够覆盖99％以上表面积。

为了达到上述目的，本发明设计了一种用于石墨表面的碳化硅涂层溶液，其特征在于，该溶液采用工业硅粉、石墨粉、石墨胶以及稀释剂四种原料搅拌均匀后配制而成；其中，四种原料的配比为工业硅粉∶石墨粉∶石墨胶∶稀释剂＝3∶3∶3∶1。

所述工业硅粉的粒度在50目以下、纯度在99.99％以上。

所述石墨粉的灰分在5ppm以下、粒度为0.02毫米中位数。

所述石墨胶的主要成分为酚醛树脂和石墨粉混合物。

所述稀释剂为高纯度酒精。

一种用于石墨表面的碳化硅涂层溶液的喷涂工艺，其特征在于，采用如下步骤：

a、取大口径喷雾器，将上述溶液装入后，对石墨部件表面进行喷涂；

b、喷涂后烘干，烘干温度为180～220℃；

c、再在石墨部件表面喷涂；

d、喷涂后烘干，烘干温度为180～220℃；

e、将经过两次喷涂后的石墨部件放入真空炉焙烧，升温焙烧3小时至1400～1600℃，并在此温度恒温焙烧1小时，最后降温6小时到300℃即可开炉使用。

本发明的喷涂工艺可以在石墨表面涂敷一层非完全致密结构的碳化硅涂层，该涂层可以使石墨件表面受到很大程度的保护作用，降低硅蒸汽的腐蚀，可以在多晶硅用氢化炉加热棒、单晶硅用保温桶、加热器、坩埚等主要耗材部件表面使用；在增加成本不大的情况下，可以使这些部件寿命提高40％至100％，显著延长了石墨部件的使用寿命。

具体实施方式

本发明中用于石墨表面的碳化硅涂层溶液，其采用工业硅粉、石墨粉、石墨胶以及稀释剂四种原料搅拌均匀后配制而成；其中，四种原料的配比为工业硅粉∶石墨粉∶石墨胶∶稀释剂＝3∶3∶3∶1，工业硅粉的粒度在50目以下、纯度在99.99％以上，石墨粉的灰分在5ppm以下、粒度为0.02毫米中位数，石墨胶的主要成分为酚醛树脂和石墨粉混合物，稀释剂为高纯度酒精。

实施例一：

本发明中用于石墨表面的碳化硅涂层溶液的喷涂工艺，其采用如下步骤：

a、取大口径喷雾器，将上述溶液装入后，对石墨部件表面进行喷涂；

b、喷涂后烘干，烘干温度为180℃；

c、再在石墨部件表面喷涂；

d、喷涂后烘干，烘干温度为180℃；

e、将经过两次喷涂后的石墨部件放入真空炉焙烧，升温焙烧3小时至1400℃，并在此温度恒温焙烧1小时，最后降温6小时到300℃即可开炉使用。

实施例二：

本发明中用于石墨表面的碳化硅涂层溶液的喷涂工艺，其采用如下步骤：

a、取大口径喷雾器，将上述溶液装入后，对石墨部件表面进行喷涂；

b、喷涂后烘干，烘干温度为220℃；

c、再在石墨部件表面喷涂；

d、喷涂后烘干，烘干温度为220℃；

e、将经过两次喷涂后的石墨部件放入真空炉焙烧，升温焙烧3小时至1600℃，并在此温度恒温焙烧1小时，最后降温6小时到300℃即可开炉使用。

实施例三：

本发明中用于石墨表面的碳化硅涂层溶液的喷涂工艺，其采用如下步骤：

a、取大口径喷雾器，将上述溶液装入后，对石墨部件表面进行喷涂；

b、喷涂后烘干，烘干温度为200℃；