[实用新型]一种多晶硅还原炉用石英陶瓷隔热罩

说明书

技术领域

本实用新型属于无机非金属材料领域，涉及一种多晶硅还原炉用石英陶瓷隔热罩。

背景技术

近年来，随着传统化石能源的短缺和环境保护之间矛盾的日益突出，太阳能得到了广泛的发展和利用，多晶硅原料制备技术也得到了长足的发展进步。目前，多晶硅生产的工艺技术主要有改良西门子法、硅烷法、流化床法和冶金法（物理法）等，其中改良西门子法作为最成熟的工艺，产量占75％以上。多晶硅还原炉是改良西门子法的关键设备，主要发生氢气还原三氯氢硅沉积生成太阳能级硅的化学反应。还原炉启动方式为硅芯击穿启动，主要采用高压启动工艺，硅芯电极主要包括电极体、加热石墨头硅芯、电极座，其中电极座与电极体之间采用隔热罩进行绝缘，否则造成电击穿，导致生产事故。

因而需要制备出一种耐高温的高绝缘性陶瓷材料，来防止由于高温高压导致的电极击穿现象。目前使用的隔热罩基本依赖进口，材质为熔融石英玻璃，防护效果好，但价格较高，间接提高了多晶硅生产成本。

实用新型内容

为降低多晶硅原料生产成本，本实用新型提供一种石英陶瓷隔热罩，以高纯熔融石英为原料，采用陶瓷的生产工艺制备，可以替代进口石英玻璃隔热罩，降低多晶硅原料生产成本约20%。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种多晶硅还原炉用石英陶瓷隔热罩，所述石英陶瓷隔热罩由圆柱形侧壁和圆形底部组成，所述圆形底部具有直径为30-150mm的圆孔；所述圆柱形侧壁和圆形底部的外径相等，为100-200mm，所述圆柱形侧壁和圆形底部的厚度相等，为8-20mm，且所述圆形底部和圆柱形侧壁的总高度为30-100mm。总体来说，本发明提供的石英陶瓷隔热罩为圆形坩埚结构。

其中，所述石英陶瓷隔热罩可以为一体式的。

或者，所述石英陶瓷隔热罩为组合式的。

在组合式的情况下，所述石英陶瓷隔热罩优选为上下组合式或左右组合式的。

优选地，所述上下组合式的石英陶瓷隔热罩由可分开的圆形底部和圆柱形侧壁两部分组成。

优选地，所述左右组合式的石英陶瓷隔热罩由可分开的截面为“L”状的部分组成。

进一步优选地，所述左右组合式的石英陶瓷隔热罩由左右对称的截面为“L”状的部分组成。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型为多晶硅原料生产提供了一种还原炉用石英陶瓷隔热罩，其采用陶瓷的生产工艺制备，可以替代国外进口石英玻璃隔热罩，显著降低了多晶硅原料生产成本，市场前景广阔，对于光伏太阳能的推广应用具有十分重要的意义。

附图说明

图1和2分别为本实用新型的一体式石英陶瓷隔热罩的剖视图和俯视图。

图3和4分别为本实用新型的上下组合式石英陶瓷隔热罩的剖视图和俯视图，其中A为上面的圆柱形侧壁部分，B为下面的圆形底面部分。

图5为本实用新型的左右组合式石英陶瓷隔热罩的剖视图

图6为图5所示的左右组合式石英陶瓷隔热罩的一部分的俯视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

如图1、图2所示的一体式石英陶瓷隔热罩，呈圆形坩埚结构，侧壁和底部为一个整体，外径为100-200mm，厚8-20mm，高度为30-80mm，底部开圆孔，圆孔直径30-150mm。

如图3、图4所示的上下组合式石英陶瓷隔热罩，呈圆形坩埚结构，分为上下两部分即侧壁和底部。上下两部分的外径、厚度相等，外径100-200mm，厚8-20mm，底部开圆孔，圆孔直径30-150mm，上下两部分组合高度为30-80mm。

如图5、图6所示的左右组合式石英陶瓷隔热罩，呈圆型坩埚结构，分为左右“L”状两部分。两部分的高度、厚度相等，高度为30-80mm，厚8-20mm，左右两部分的组合外径100-200mm，底部开圆环，组合后形成的圆孔直径30-150mm。

该石英陶瓷隔热罩以高纯熔融石英为原料，采用注凝成型技术生产，经高温烧结而成。工艺流程简述如下：先将符合粒度要求的高纯熔融石英原料、研磨介质、有机单体、水加入混合设备混合，制备符合生产要求的料浆，再向料浆中加入引发剂、催化剂，真空搅拌均匀后，压力注入到非孔模具中，在60-80℃的温度条件下固化，脱模后在80-120℃的温度条件下干燥，再经1000-1200℃高温烧成，获得石英陶瓷隔热罩。