一种功能性碳毡整体成型的单晶硅生长炉导流筒制备方法

摘要

本发明是一种功能性碳毡整体成型的单晶硅生长炉导流筒制备方法，其特点是：包括如下步骤：功能性碳毡预处理；配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂；功能性碳毡的预浸料制备；胎具制备；裁剪功能性碳毡；制作导流筒预制体；树脂固化和树脂碳化处理；机械加工；表面涂层制备。利用本发明可以彻底解决传统石墨导流筒的“掉锅”现象；一次安装到位，无需反复拆装；降低热场热量散失和运行功率；提高拉晶速度和晶棒成品率；提高导流筒表面的热稳定性、抗气流和颗粒性物质冲刷性能。具有减少热场热量散失、减轻导流筒重量，增加导流筒表面强度的优点。

主权项

一种功能性碳毡整体成型的单晶硅生长炉导流筒制备方法，其特征是：以功能性碳毡为原材料整体成型导流筒；并采用碳/碳复合浆料涂覆技术制作导流筒表面涂层，具体包括如下步骤：1）功能性碳毡预处理，将功能性碳毡在100℃烘箱内烘干1 ~ 8 h；2）配制胶黏剂，按照质量配比分别配制环氧树脂胶黏剂和酚醛树脂胶黏剂，环氧树脂胶黏剂的质量比为环氧树脂A：环氧树脂B：溶剂A=1：3：2，酚醛树脂胶黏剂的质量比为酚醛树脂A：固化剂：溶剂B=7：0.5：3；3）功能性碳毡的预浸料制备，使功能性碳毡充分浸渍步骤2）制得的环氧树脂胶黏剂，之后送入180℃烘箱内烘干9 ~ 18 h；碳毡表面再均匀涂覆步骤2）制得的酚醛树脂胶黏剂，在干燥环境中静置24 h，挥发水分、溶剂和游离酚等挥发分；4）胎具制备，按照产品图纸要求的具体形状、尺寸，加工制备相应胎具；5）裁剪功能性碳毡，依据导流筒胎具的形状和尺寸裁剪功能性碳毡；6） 制作导流筒预制体，将步骤5）得到的4 ~ 9层功能性碳毡预浸料叠合、包覆并固定于导流筒胎具外表面，获得导流筒预制体Ⅰ；7） 树脂固化处理，将导流筒预制体Ⅰ送入烘箱，在160℃、5MPa条件下，固化10 ~ 20 h，获得导流筒预制体Ⅱ；8）树脂碳化处理，将导流筒预制体Ⅱ送入碳化炉，先在1000℃下碳化10 ~ 25h；再于2000℃下高温碳化15 ~ 40h，获得导流筒预制体Ⅲ；9）机械加工，对经过上述步骤所获得的导流筒预制体Ⅲ进行机械加工，以保证外形尺寸符合要求；10）表面涂层Ⅰ制备，按质量配比获得碳/碳复合浆料，其质量比为增强剂A：酚醛树脂B：溶剂B=1：（2～3）：（5～6）并将各原料混合、搅拌均匀；将所得碳/碳复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体Ⅲ的表面，涂覆层厚度0.2～1.5 mm；然后送入固化炉中，在220℃下进行15～24h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1200℃下碳化10～30h，获得导流筒预制体Ⅳ；11）表面涂层Ⅱ制备，按质量配比获得复合浆料，其质量比为增强剂B：酚醛树脂B：溶剂B=1：（2～3）：（5～6）并将各原料混合、搅拌均匀；将所得复合浆料均匀涂覆于导流筒预制体Ⅳ的表面，涂覆层厚度0.2～1.5mm；然后送入固化炉中，在220℃下进行15～24 h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1800℃下，碳化10～30h，获得导流筒预制体Ⅴ；12）表面涂层Ⅲ制备，按质量配比获得复合浆料，其质量比为增强剂A：酚醛树脂B：溶剂B=1：（2～3）：（5～6）并将各原料混合、搅拌均匀；将所得浆料均匀涂覆于导流筒预制体Ⅴ的表面，涂覆层厚度0.2～1.5mm；然后送入固化炉中，在220℃下进行15～24 h的烘烤处理；再将其送入碳化炉中，于1800℃下，碳化10～30h，最终获得导流筒制品。