多晶硅还原炉用硅芯电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅还原炉用硅芯电极，其包括有电极体、套置于该电极体顶部的加热石墨头硅芯、套设于电极体外缘的电极座、及位于电极体与电极座之间的绝缘套筒；电极体内部中间形成有盲孔，电极体位于还原炉外部即盲孔的开口端设置有能使冷却水循环进入电极体盲孔内部对电极体进行进一步冷却的冷却装置。借由本实用新型专利技术的硅芯电极，可以防止由于温度过高导致绝缘套筒失效造成的电极击穿现象。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关多晶硅还原炉技术，更具体地说，关于一种多晶硅还原炉 用的硅芯电极。
技术介绍
多晶硅还原炉的主流技术是三氯氢硅(SiHCl3)还原法，生产过程中工艺 气体被硅芯电极加热至110(TC左右，使三氯氢硅(SiHCl3)与氢气(H2)反应 生成多晶硅并沉积在硅芯电极表面，形成硅棒。硅芯电极的工作电压在15,000V 左右，在如此高温高压的条件下，对硅芯电极的要求非常高。目前采用的硅芯 电极主要包括电极体、加热石墨头硅芯、电极座，其中电极座与电极体之间用 绝缘套简进行绝缘，绝缘套简的成分为聚四氟乙烯。由于还原炉内温度非常高， 虽然通过设备底盘对电极座进行冷却，但聚四氟乙烯绝缘体所处环境的温度仍 然很高，在长时间运行后容易失效，造成电极座与电极体之间击穿，导致生产 事故。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种能进一步降低温度，有效防止 因绝缘套简失效造成电极击穿现象的多晶硅还原炉用硅芯电极，保证多晶硅还 原炉在高温高压条件下稳定高效地运行。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的本技术的多 晶硅还原炉用硅芯电极，包含电极体、套置于该电极体顶部的加热石墨头硅芯、套设于电极体外缘的电 极座、及位于电极体与电极座之间的绝缘套简；所述电极体内部中间形成有盲孔，电极体位于还原炉外部即盲孔的开口端设置有能使冷却水循环进入电极体盲孔内部对所述电极体进行进一步冷却的冷 却装置。该冷却装置包括有直接延伸入电极体盲孔底端的冷却水出口管，与盲孔开 口端连通的冷却水进口管，以及设在电极体盲孔开口端用于固定冷却水出口管、 冷却水进口管的套简与压紧螺母。电极体位于盲孔开口端的外缘加工成直径内缩的台阶状，在电极体的小直 径段的侧壁上设有连通盲孔的通孔，套简套在所述电极体的小直径段，并在套 简内壁面上相对于所述小直径段侧壁上通孔的位置设置有环状沟槽，该环状沟 槽与小直径段侧壁上的通孔连通，在所述套简的侧壁上设置有与沟槽连通、且 与冷却水进口管密封连接的通孔。且压紧螺母的底端设置有供冷却水出口管密 封延伸进入的通孔。电极座与电极体之间由台阶定位连接，在电极座内壁的中间部位形成有台 阶孔，电极体的外壁周缘设有与台阶孔对应的凸缘，所述绝缘套简与台阶孔对 应呈阶梯状。电极体与绝缘套简之间靠近加热石墨头硅芯的 一 端的间隙内设置有高压绝 缘环，同时高压绝缘环覆盖于还原炉的底盘内表面上，在电极体位于还原炉底 盘外表面套设有紧固螺母，用以锁紧固定电极体、电极座及绝缘套简。 电极座内壁台阶孔的台阶与绝缘套简之间还设有弹性垫圈。 电极座外周缘的两端分别与还原炉底盘的上底板与下底板焊接连接。 借由本技术的多晶硅还原炉用硅芯电极，可以有效防止绝缘套简因高 温失效而导致电极座与电极体之间击穿现象的发生，适合多晶硅还原炉高电压 启动、高温条件运行的要求。附图说明图1为本技术多晶硅还原炉用硅芯电极的结构截面示意图。具体实施方式如图l所示，本技术的多晶硅还原炉用硅芯电极主要包括加热石墨头硅芯7，电极体8，绝缘套简9和电极座11。电极座11上下两端的外缘分别与 多晶硅还原炉底盘的上底板13和下底板14焊接在一起，电极座11内壁的中间 部位形成有台阶孔，电极座11内壁台阶孔的台阶上放置有弹性垫圈10;绝缘 套简9内侧加工成台阶孔，外侧加工出突肩，缘套简9与电极座11的台阶孔对 应成阶梯状，绝缘套简9由上至下套置在电极座11的台阶孔内，绝缘套简9的 突肩卡在弹性垫圈io上，并且绝缘套简9的上下两端分别与电极座11上下两 端平齐；电极体8的外壁周缘设有与台阶孔对应的凸缘，电极体8从上至下穿 入绝缘套简9内孔，电极体8的外壁的凸缘卡在绝缘套简9内孔台阶上，并且 在电极体8与绝缘套简9之间靠近加热石墨头硅芯7的一端的间隙内套置有高 压绝缘环6，其上端直径大于下端直径，高压绝缘环6的上端覆盖于还原炉的 底盘内表面上；在电极体8位于还原炉底盘外表面处套设有紧固螺母5，该紧 固螺母5可以将电极体8、绝缘套简9、弹性垫圈IO和电极座ll锁紧固定在一 起。电极体8顶端套置有加热石墨头硅芯7,且在电极体8中间形成有盲孔81, 电极体8位于还原炉外部即盲孔81的开口端设置有能使冷却水循环进入电极体 的盲孔81内部对电极体8进行进一步冷却的冷却装置，该冷却装置包括有直接 延伸入电极体的盲孔81底端的冷却水出口管1，与盲孔81开口端连通的冷却 水进口管12，设在电极体的盲孔81开口端用于固定所述冷却水出口管1、冷却 水进口管12的套简3与压紧螺母2。电极体8在位于盲孔81开口端的外缘加 工成直径内缩的台阶状，在电极体8的小直径段的侧壁上设有连通盲孔81的通 孔80，并且套简3套设在电极体8的小直径段，套简3内壁面上相对于小直径 段侧壁上通孔80的位置设置有环状沟槽，该环状沟槽与该通孔80连通，该套 简3侧壁上设置有连通该沟槽及冷却水进口管12的通孔30;冷却水出口管1 由下至上插入电极体8中间的盲孔81,并将压紧螺母2套置在电极体8的底端, 用以将冷却水出口管1与套简3紧锁在电极体8上，压紧螺母2的底端设置有供冷却水出口管1密封延伸进入的通孔20，这样在电极体8的盲孔81和冷却 水出口管1之间形成一个环状空间，经过处理的冷却水从冷却水进口管12经套 简3的环形沟槽由电极体8下端侧壁上的通孔80进入盲孔81内，沿电极体8 的盲孔81和冷却水出口管1之间的环状空间上升折返至冷却水出口管1,从冷 却水出口管l流出，实现对电极体8的冷却。连接高压电源的导电板4夹持并 固定在电极体8的外周缘。设备运行过程中，还原炉底盘冷却通道15内冷却水对电极座11进行冷却， 进一步降低了电极座11和电极体8的温度，同时高压绝缘环6也能进一步隔绝 保护绝缘套筒9与高温环境接触，防止由于温度过高导致绝缘套简9失效造成 电极座11与电极体8之间的击穿事故。弹性垫圏10的设置能有效降低硅棒生 长和移除对硅芯电极的影响。以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术 的保护范围。权利要求1、一种多晶硅还原炉用硅芯电极，包含电极体、套置于该电极体顶部的加热石墨头硅芯、套设于电极体外缘的电极座、及位于电极体与电极座之间的绝缘套筒；其特征在于，所述电极体内部中间形成有盲孔，所述电极体位于所述还原炉外部即盲孔的开口端设置有能使冷却水循环进入所述电极体盲孔内部对所述电极体进行进一步冷却的冷却装置。2、 如权利要求l所述的多晶硅还原炉用硅芯电极，其特征在于，所述冷却装置包括有直接延伸入所述电极体盲孔底端的冷却水出口管，与所述盲孔开口端连通的冷却水进口管，设在所述电极体盲孔开口端用于固定所述冷却水出口管、冷却水进口管的套简与压紧螺母。3、 如权利要求2所述的多晶硅还原炉用硅芯电极，其特征在于，所述电极体位于所述盲孔开口端的外缘加工成直径内缩的台阶状，在所述电极体的小直径段的侧壁上设有连通所述盲孔的通孔，所述套简套在所述电极体的小直径段，并在所述套简内壁面上相对于所述小直径段侧壁上通孔的位置设置有与小直径段侧壁上通孔连通的环状沟槽，在所述套简的侧壁上设置有与所述沟槽连通、且与所述冷却水进口管密封连接的通孔。4、 如权利要求2所述的多晶硅还原炉用硅芯电极，其特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅还原炉用硅芯电极，包含：　电极体、套置于该电极体顶部的加热石墨头硅芯、套设于电极体外缘的电极座、及位于电极体与电极座之间的绝缘套筒；　其特征在于，所述电极体内部中间形成有盲孔，所述电极体位于所述还原炉外部即盲孔的开口端 设置有能使冷却水循环进入所述电极体盲孔内部对所述电极体进行进一步冷却的冷却装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周积卫，茅陆荣，程佳彪，郝振良，
申请(专利权)人：上海森和投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]