[发明专利]提高石英坩埚品质的制备装置及方法

权利要求书

1.一种提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：包括熔制室、熔制模具、起弧遮挡组件和石墨电极，起弧遮挡组件以转动的方式安装在熔制室上，熔制模具安装在熔制室内，石墨电极安装在熔制室上方并以升降的方式可伸入或退出熔制模具，起弧遮挡组件通过转动可移动至熔制模具的开口上方将石墨电极和熔制模具隔离，在石墨电极起弧预热阶段将石墨电极产生的残渣、灰粉收集在起弧遮挡组件内，石墨电极预热完成后，转动起弧遮挡组件离开熔制模具的开口，将石墨电极伸入熔制模具内对成型的石英砂加热。

2.如权利要求1所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：起弧遮挡组件包括底座架、转动臂和收集件，底座架安装在熔制室上，转动臂的一端以转动的方式安装在底座架上，转动臂的另一端安装收集件，收集件随着转动臂的旋转可遮挡或离开熔制模具的开口上方。

3.如权利要求2所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：转动臂为L状，转动臂的一端设置承接环，承接环用于放置收集件，承接环的外侧设置挂环，挂环上安装耐高温绳索，通过拉动绳索将转动臂移动至熔制模具开口上方，或者通过拉动绳索将转动臂从熔制模具开口上方转动移开。

4.如权利要求3所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：收集件为石英坩埚，收集件的侧面设置缺口，收集件随着转动臂转动过程中石墨电极从缺口中进入或离开收集件。

5.如权利要求4所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：底座架设置轴座，轴座包括固定件、套筒和转轴，转轴的上端设置第一法兰，固定件安装在底座架上，套筒安装在固定件上，转轴安装在套筒内并可与套筒相对转动，转动臂和第一法兰连接的一端设置第二法兰，第一法兰和第二法兰固定连接后将转动臂安装在轴座上。

6.如权利要求5所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：底座架上设置调节件，调节件上设置多个调节孔，固定件可安装在不同位置的调节孔，通过安装在不同位置的调节孔而实现转动收集件能够盖住熔制模具的开口。

7.如权利要求6所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：底座架包括左支撑部、右支撑部、以及连接左支撑部和右支撑部的连接部，左支撑部、右支撑部和连接部之间形成密闭的空腔，左支撑部上设置进水管，右支撑部上设置出水管，冷却水自进水管进入空腔后再从出水管流出，冷却水在流动过程中对底座架进行降温。

8.如权利要求7所述的提高石英坩埚品质的制备装置，其特征在于：上述绳索、进水管、出水管采用特氟龙材料制作形成。

9.一种提高石英坩埚品质的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，启动熔制模具旋转，将石英砂加入熔制模具内成型，将熔制模具保持旋转并移动至石墨电极正下方，保持熔制模具的正常旋转；

步骤二，旋转起弧遮挡组件的收集件，以使旋转起弧遮挡组件的收集件位于熔制模具开口的正上方，将石墨电极下降使石墨电极的头部进入起弧遮挡组件的收集件内，启动石墨电极点火起弧，石墨电极起弧后，保持石墨电极预热3-5分钟，通过观察熔融机控制台的显示屏幕呈现的电流曲线，在电流曲线稳定后，通过旋转的方式将起弧遮挡组件的收集件从熔制模具开口的正上方移开；

步骤三，将形成稳定电弧的石墨电极插入熔制模具内，对已成型的石英砂粉料经过电极弧光高温使石英砂快速熔化，此过程中模具的转速为120-300转每分钟；

步骤四，待高纯石英砂熔融完成后，模具保持在120-300转每分钟，自然冷却后取出，即制得所述石英坩埚坯，初步检查石英坩埚坯无黑点气泡裂纹缺陷后，测量石英坩埚坯尺寸是否符合工艺要求，合格时进入冷加工；

步骤五，对石英坩埚坯进行喷砂、切断倒角加工，测量石英坩埚坯总厚度和透明层厚度，合格时进行超声清洗、高温烘干；

步骤六，检测石英坩埚内外表面以及凸起有无黑点、气泡、划伤、压痕、异物等缺陷，合格后进行真空包装，制得石英坩埚成品。

10.如权利要求9所述的提高石英坩埚品质的制备方法，其特征在于：在步骤二中，通过拉动绳索将起弧遮挡组件旋转移动至熔制模具开口的正上方，或者通过拉动绳索将起弧遮挡组件的收集件从熔制模具开口的正上方移开。