【技术实现步骤摘要】
本申请涉及直拉单晶硅，尤其涉及一种在直拉单晶硅中使用的预制体，和预氧丝保温筒以及单晶炉。
技术介绍
1、单晶硅棒的拉制过程是一个高耗能的工序，为了降低功耗，需要给系统设计对应的保温系统。通常，单晶炉的保温系统包含内层的保温筒和外层的保温毡。保温筒的壁厚在5～20mm，保温毡的厚度一般大于100mm。二者组成的结构共同为单晶炉提供保温效果，保证单晶炉热场从内到外存在一个依次降低的温度梯度。
2、单晶炉的工况温度在1400℃以上，热场中的杂质要求在200ppm以内，考虑热场成本，同时满足两者要求的材料只有碳材料，因此现有的保温筒通常为石墨材料或者碳碳复合材料。随着近年来热场尺寸的逐渐升级，石墨材料由于胚体直径的限制，已经无法满足单晶炉的需求，目前行业内的保温筒材质70％以上已经为碳碳复合材料。
技术实现思路
1、现有碳碳复合材料原材料使用碳纤维，但由于使用的碳纤维原材料成本昂贵，因此使得最终的碳碳复合材料产品居高不下，限制了碳碳复合材料的大规模应用。为了降低碳碳复合材料的原材料成本，人们可以通过掺杂其他纤维，比如玻璃纤维、碳化硅纤维等，但是在掺杂过程中由于纤维本身的性能存在巨大差异，因此得到的碳碳复合材料性能下降，影响使用效果。一种可替代的方案是原材料使用预氧丝纤维，但是由于预氧丝纤维的拉伸强度低于碳纤维，所以使用预氧丝纤维制备保温桶时，制备难度大，产品容易脱模变形。
2、本申请意在寻找一种合适的预制体结构，从而能够解决上述碳碳复合材料成本过高，掺杂其他预氧丝材
3、本申请意在提供如下方案：
4、本申请涉及一种碳碳复合材料预制体，其包括：下层起始层；含有预氧丝网胎的中间层；以及结尾层；其中，所述下层起始层包括n1层由碳布和碳纤维网胎叠层的第一类复合布层，所述中间层包括n2层由预氧丝网胎、碳布和预氧丝网胎叠层的第二类复合布层，其中在n2层第二类复合布层中设置有碳纤维网胎层；所述结尾层包括n3层由碳布和碳纤维网胎叠层的第一类复合布层，其中，n1、n2和n3均为大于1的正整数。
5、在一个具体的实施方式中，在第二类复合布层中，每隔m层第二类复合布层设置一层碳纤维网胎层，其中1≤m≤n2/2，m为正整数。
6、在一个具体的实施方式中，其中，在所述下层起始层的n1层第一类复合布层之间设置有绕丝碳纤维，以及在所述下层起始层的n1层第一类复合布层与所述中间层之间设置有绕丝碳纤维。
7、在一个具体的方式中，所述绕丝碳纤维之间的平均间隔为20～30mm。
8、在一个具体的实施方式中，其中，n1为选自1～5的任意正整数；或者n3为选自1～5的任意正整数。
9、在一个具体的实施方式中，其中，所述结尾层还包括设置在n3层第一类复合布层上的碳纤维网胎层。
10、在一个具体的实施方式中，其中，n2为选自2～30的任意正整数，m为选自1～6的任意正整数。
11、在一个具体的实施方式中，其中，所述预制体的密度为0.2～0.8g/cm3，优选为0.3～0.5g/cm3。
12、在一个具体的实施方式中，其中，预制体的厚度为10-2000nm，优选为20-1800nm。
13、本申请另一方面还涉及一种预氧丝保温筒，其包括：下层起始层；含有预氧丝网胎的中间层；以及结尾层；其中，所述下层起始层包括n1层由碳布和碳纤维网胎叠层的第一类复合布层，所述中间层包括n2层由预氧丝网胎、碳布和预氧丝网胎叠层的第二类复合布层，其中在n2层第二类复合布层中设置有碳纤维网胎层；所述结尾层包括n3层由碳布和碳纤维网胎叠层的第一类复合布层，其中，n1、n2和n3均为大于1的正整数。
14、在一个具体的实施方式中，所述下层起始层、中间层和结尾层为本申请涉及的下层起始层、中间层和结尾层。
15、在一个具体的实施方式中，其密度为1.2～1.8g/cm3，优选为1.3～1.5g/cm3。
16、本申请另一方面还涉及一种单晶炉，其特征在于，包括本申请涉及的预氧丝保温筒。
17、技术的效果
18、本申请的预制体产品的下层起始层主要由若干层(例如3～5层)由“碳纤维碳布/碳纤维网胎”复合布针刺而成，中间层主要由“预氧丝网胎/碳纤维碳布/预氧丝网胎”复合布针刺而成，且中间层复合布每隔若干层(例如3～4层)增加一层碳纤维网胎层，结尾层主要由若干层(例如2～3层)由“碳纤维碳布/碳纤维网胎”复合布针刺而成，最后还进一步增加一层碳纤维网胎做最后针刺。本申请的预制体的密度可以达到0.3～0.5g/cm3。
19、由于设置了本申请的下层起始层，有效地解决了预氧丝复合布结合强度低的问题，避免针刺后期预制体与模具上的pvc层脱离，导致产品内径偏大，尺寸超出范围，后期无法机加。同时增加产品表面硬度，防止搬运过程中发生变形。
20、在本申请中由于下层起始层中或下层起始层和下述中间层之间还可以设置有绕丝碳纤维，这样的结构能够有效地防止预制体脱模变形。
21、由于设置了本申请的中间层采用“预氧丝网胎/碳纤维碳布/预氧丝网胎”结构，大大降低产品生产成本。这是因为预氧丝的价格为碳纤维的价格三分之一。此外本申请的中间层每隔例如3～4层采用碳纤维网胎进行增强针刺，进一步提高预制体的层间连接强度，避免产品分层。
22、由于设置了本申请的结尾层，最后1～5层由“碳纤维碳布/碳纤维网胎”复合布针刺而成，同时增加碳纤维网胎，显著地增加了产品表面硬度，防止搬运过程中发生变形。
23、进一步，针对本申请的预制体再进行了化学气相沉积后的形成的胚体的密度为1.2～1.8g/cm3。
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1.一种碳碳复合材料预制体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，在第二类复合布层中，每隔m层第二类复合布层设置一层碳纤维网胎层，其中1≤m≤n2/2，m为正整数。
3.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的预制体，其特征在于，所述绕丝碳纤维之间的平均间隔为20～30mm。
5.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，n1为选自1～5的任意正整数；或者n3为选自1～5的任意正整数。
6.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的预制体，其特征在于，
8.根据权利要求1～7中任一项所述的预制体，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的预制体，其特征在于，
10.根据权利要求1～9中任一项所述的预制体，其特征在于，预制体的厚度为10-2000nm。
11.根据权利要求10所述的预制体，其特征在于，预制体的厚度为20-1800nm。
12.一种预氧丝保温筒，其特征在于，包括：>
13.根据权利要求12所述的预氧丝保温筒，其特征在于，所述下层起始层、中间层和结尾层为权利要求1～10中任一项中涉及的下层起始层、中间层和结尾层。
14.根据权利要求12或13所述的预氧丝保温筒，其特征在于，其密度为1.2～1.8g/cm3。
15.根据权利要求14所述的预氧丝保温筒，其特征在于，其密度为1.3～1.5g/cm3。
16.一种单晶炉，其特征在于，包括权利要求12～14中任一项所述的预氧丝保温筒。
...【技术特征摘要】
1.一种碳碳复合材料预制体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，在第二类复合布层中，每隔m层第二类复合布层设置一层碳纤维网胎层，其中1≤m≤n2/2，m为正整数。
3.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的预制体，其特征在于，所述绕丝碳纤维之间的平均间隔为20～30mm。
5.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，n1为选自1～5的任意正整数；或者n3为选自1～5的任意正整数。
6.根据权利要求1所述的预制体，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的预制体，其特征在于，
8.根据权利要求1～7中任一项所述的预制体，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的预制体，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚宏，杜路路，赵领航，张海洋，段滨，李侨，李鑫港，张婷蕊，王洋，吴超，杨火留，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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