[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，普通石英坩埚经过进一步处理后，通过涂刷等方式将料浆置于内表面，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，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，保持稳定性能的同时节约成本，气孔率更低，体积密度更大，并且性能更稳定，使用期限大大延长，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，使用超纯水冲洗，并将冲洗后的坩埚放入浓度为1‑20%的混合溶液中浸泡10‑20小时，备用；第②步，将醋酸乙酯、二硫化钼、氧化镧、炭黑、γ‑（2,3‑环氧丙烯）丙基三甲氧基硅烷、二苯醚甲醛树脂、羟甲基纤维素钠按一定质量配比0.1‑1:0.1‑0.5:0.1‑0.2:0.1‑0.5:0.3‑1:0.1‑0.3：0.1‑1混合，并加入混合物0.2‑0.5倍量的超纯水，均匀搅拌1‑3小时成混料，将混料经由喷浆设备均匀喷涂在由第①步得到的坩埚内表面，厚度控制在0.1‑0.2mm；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；第④步，由第③步得到的高纯硅粉与超纯水、硅溶胶质量配比按1:1~4:1~2均匀混合，加入相对混合物0.001‑0.1wt%的聚丙烯酸钠、三乙基己基磷酸、脂肪酸聚乙二醇酯、瓜尔胶，并加入0.001‑0.002 wt%的聚氧丙烯甘油醚、二甲基硅油，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、滚涂或流延方式将第④步得到的所述料浆均匀复合在第②步处理后的坩埚的内表面，复合层厚度为0.1‑1mm，并于50‑120℃干燥3‑5小时；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。