[发明专利]一种超高纯石英陶瓷坩埚的制备方法

摘要

本发明主要公开一种超高纯石英陶瓷坩埚及其制造方法，主要用于太阳能光伏行业多晶硅铸锭。选用不同粒度的太阳能级纯度的硅粉(6N)为主要原料，通过酸洗进行表面处理后，按比例加入硅溶胶、去离子水、添加剂等制成分散性良好的料浆，采用喷涂、涂刷、滚涂或流延等方式复合在经过处理后的普通石英坩埚内表面，烘干后放在氧化气氛窑炉里氧化烧结后即得到超高纯石英陶瓷坩埚。本发明能够得到超高纯石英陶瓷坩埚，突破超高纯石英原料的瓶颈，生产超高纯坩埚，增加附着力，并且稳定性更高，坚固耐用，强度更高，更加有效的阻止杂质进入铸锭中，彻底消除侧面红区、减少底部红区，提高转换效率，有效降低使用成本。

主权项

一种超高纯石英陶瓷坩埚的制备方法，其特征在于，其制备过程为：第①步，选择普通石英坩埚，用磨光机磨光，使用超纯水冲洗，并将冲洗后的坩埚放入浓度为10‑20%的混合溶液中浸泡10‑20小时；第②步，将硅酮、环氧树脂、大豆卵磷脂、聚丙烯酸、甲壳胺、聚苯乙烯，以0.5‑1:1‑2:0.1‑1：0.3‑0.5:0.1‑0.3：0.2‑0.5的质量配比混合，并将混合物与超纯水以1:0.2‑0.3的比例搅拌30分钟‑1小时均匀成配料，使用毛刷将配料涂抹在第①步得到的坩埚内表面，厚度约为0.1‑0.8mm，备用；第③步，选择不同粒径的高纯硅粉，加入相对于高纯硅粉质量的0.5‑1.5倍量的超纯水混合得到高纯硅粉料浆，加入0.002‑0.03倍量的酸溶液，浸泡0.5 ‑144小时，真空烘干后的高纯硅粉待用；所述高纯硅粉的纯度大于6N，所述高纯硅粉中各组分的重量份数比为：D50为20~30μm的30‑40重量份，D50为10‑20μm的10‑15重量份，D50小于10μm的45‑60重量份；第④步，烘干后的高纯硅粉与超纯水、硅溶胶质量配比按1:1~4:1~2混合，加入0.001‑0.1wt%的有机分散剂，充分搅拌5‑10小时后静置2~24小时得到料浆；第⑤步，采用喷涂、涂刷、滚涂、流延等方式将第④步得到的所述料浆均匀复合在第②步得到的普通石英坩埚的内表面，复合层厚度为0.1‑2mm，并于50‑120℃干燥；第⑥步，将第⑤步所得到的坩埚放入电窑里烧结，并保持充分的氧化气氛，烧成制度依次进行如下：1~5小时25‑200度，3~10小时200‑600度，5~10小时600‑900度，2~8小时900‑1100度，3~5小时1100‑1200度，随后自然冷却至室温；第⑦步，烧成好的高纯坩埚用超纯水清洗，用微波干燥后包装待用。