本发明专利技术提供一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，其特征在于，包括：覆于碳纤维隔热层表面的合金防腐层和覆于所述合金防腐层表面的隔热防腐层；所述合金防腐层包括：20wt％～38wt％的铝粉、30wt％～45wt％的锌粉和30wt％～45wt％的钛粉；所述隔热防腐层包括：55wt％～72wt％的石墨烯粉、25wt％～40wt％的La2NiO4粉、1wt％～5wt％的成膜剂和1wt％～5wt％的固化剂和分散剂的混合物。本发明专利技术还提供一种用于多晶硅铸锭炉的耐高温保护层及其制备方法。本发明专利技术提供的涂层具有较高的硬度和耐腐蚀性，从而延长碳纤维隔热层的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅领域，具体涉及一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，由该耐腐蚀涂层构成的耐高温保护层及耐高温保护层的制备方法。
技术介绍
太阳能作为一种可再生的绿色能源已逐渐在全球范围内得到快速的发展，太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的光伏组件。随着太阳能发电技术的日益成熟，光伏组件已在人造卫星供能等诸多领域取得广泛应用。多晶硅铸锭炉是太阳能光伏产业链条前端的关键设备之一，多晶硅铸锭炉炉壁最内层为工作层，炉内温度高达1560°C，在高温环境中，坩埚中的硅料在氩气中石墨加热器的加热下，由固态变为液态，然后通过定向生长块的导热作用，生成固定晶向的多晶硅锭。由多晶硅铸锭炉制备的多晶硅锭的质量直接影响到多晶硅电池片的光电转化效率。现有的多晶硅铸锭炉主体采用不锈钢材质，以减少设备材质对产品的污染。在生产多晶硅的高温环境下，为了防止不锈钢外壳被烤坏，在工作层的内壁上铺设耐高温隔热层。在众多耐高温隔热材料中，碳纤维的耐热温度最高可达3000°C，同时碳纤维还具有较好的耐腐蚀性、耐疲劳性以及强度高等特点，因此，在现有多晶硅的生产工艺中，通常采用碳纤维保温材料作为耐高温隔热材料。作为隔热材料，碳纤维在不掺入杂质的情况下，碳纤维能够保持耐高温、耐腐蚀、 膨胀系数小等特性。但在多晶硅铸锭炉生产多晶硅时，制造多晶硅的原料通常含有杂质，碳纤维隔热层，尤其是单纯的动作部位的隔热层，随着使用很容易吸附微小杂质颗粒，继而碳纤维会与杂质和硅发生反应，从而改变了碳纤维隔热层原有的性质，导致碳纤维隔热层密度变小，磨损增大，影响碳纤维隔热层的隔热效果。为了防止碳酸钠纤维隔热层被腐蚀，申请号为200910138449. 3的中国专利文献公开了一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层及其制备方法，该专利公开了一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，其包括以下重量百分比的成分85% 93%的碳纤维粉和石墨粉的混合物，1 % 4 %的成膜剂，1 % 3 %的成膜剂，1 % 3 %的固化剂和分散剂的混合物，和 5% 12%的隔热材料粉末，该专利中使用的隔热材料为Sr3Ti2O7和Sr4Ti3Oltl中的一种或两种。上述耐腐蚀涂层虽对碳纤维隔热层起到保温层起到一定的保护作用，但是其强度和耐腐蚀性仍有待提高，以保证碳纤维隔热层具有更长的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，该涂层具有较高的硬度和耐腐蚀性，从而延长碳纤维隔热层的使用寿命，还提供了由该耐腐蚀涂层构成的耐高温保护层及耐高温保护层的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀图层，包括覆于碳纤维隔热层表面的合金防腐层和覆于所述合金防腐层表面的隔热防腐层。所述合金防腐层包括20wt % 38wt %的铝粉、30wt % 45wt %的锌粉和 30wt% 45wt%的钛粉；所述隔热防腐层包括55wt% 72wt%的石墨烯粉、25wt% Lii2NiO4 粉、 5wt%的成膜剂和 5wt%的固化剂和分散剂的混合物。优选的，所述隔热防腐层中是石墨烯粉末的含量为62wt% 68wt%。优选的，所述合金防腐层中锌粉、铝粉和钛粉的粒径均为100目 300目。优选的，所述成膜剂为水玻璃。优选的，所述固化剂为氟硅酸盐。优选的，所述分散剂为丹宁酸。优选的所述氟硅酸盐和丹宁酸的重量比为1 1 2 1。本专利技术还提供一种用于多晶硅铸锭炉的耐高温保护层，包括碳纤维隔热层和覆于所述碳纤维隔热层表面的上述耐腐蚀图层。相应的，本专利技术还提供一种上述耐高温保护层的制备方法，包括以下步骤1)将铝粉、锌粉和钛粉按比例混合均勻后得到共渗剂粉末，将碳纤维隔热层包埋在所述共渗剂粉末中加热至300°C 500°C，保温2小时 5小时后取出，得到表面覆有合金防腐层的碳纤维隔热层；2)将固化剂和分散剂的混合物涂至所述合金防腐层的表面；3)将石墨烯粉、La2NiO4粉和成膜剂按比例混合后涂至固化剂和分散剂的表面；4)将经步骤幻处理的碳纤维隔热层在真空状态下加热至70°C 85°C，恒温 1. 5 3小时。优选的，步骤2)中，在环境温度0°C 100°C，相对湿度< 90%的条件下将固化剂和分散剂涂至所述合金防腐层的表面。本专利技术提供一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，该耐腐蚀涂层依次包括合金防腐层和隔热防腐层。其中，合金防腐层包括20wt % 38wt %的铝粉、30wt % 45wt %的锌粉和30wt% 45wt%的钛粉，其直接覆于碳纤维表面，具有较高的防腐性能和硬度，避免杂质与碳纤维相接触，并提高碳纤维的力学性能。隔热防腐层包括55wt% 72wt%的石墨烯粉、25wt% LEi2NiO4粉、Iwt % 5wt%的成膜剂和Iwt % 固化剂和分散剂的混合物，其是与多晶硅铸锭炉内的高温环境距离最近的一层，隔热防腐层一方面具有较好的隔热作用，避免合金防腐层发生熔融，保证合金防腐层起到最佳的防腐作用； 另一方面，隔热防腐层具有一定的防腐效果和较高的硬度，进一步对碳纤维隔热层起到保护作用，延长碳纤维隔热层的使用寿命。具体实施例方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，该涂层包括覆于碳纤维隔热层表面的合金防腐层和覆于合金防腐层表面的隔热防腐层。上述合金防腐层包括 20wt% 铝粉、30wt% 锌粉和30wt% 钛粉。上述隔热防腐层包括5wt% 72wt%的石墨烯粉、25wt% Lgi2NiO4粉、Iwt% 5wt%的成膜剂和 5wt%的固化剂和分散剂的混合物。上述耐腐蚀涂层中的合金防腐层直接与碳纤维相接触，是对碳纤维隔热层起到主要防腐作用的涂层。本专利技术中合金防腐层中铝粉的含量为20wt% 38wt%，优选为 22wt% 35wt%，更优选为^wt % ，铝粉的粒径优选100目 300目，更优选为 200目 300目。本专利技术合金防腐层中锌粉的含量为30衬％ 45衬％，优选为32衬％ 45wt%，更优选为35wt% 40wt%，铝粉的粒径优选100目 300目，更优选为200目 300 目。钛粉的加入有助于提高合金防腐层的强度，上述合金防腐层中钛粉的含量为30wt% 45wt %，优选为32wt % 45wt %，更优选为35wt % 40wt %，钛粉的粒径优选100目 300 目，更优选为200目 300目。作为优选方案，本专利技术提供的合金防腐层还可以包括0. Iwt 2. 的活化剂粉和0. Iwt 20wt%的填充剂。活化剂粉含量更优选为0. 5wt 1. 5wt%,活化剂粉的粒径优选为50目 200目，更优选为100目 200目，活化剂可以选自本领域技术人员熟知的氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化铝、氯化锌、氟化钠、氟化钾、氟化铝、氟化锌中的一种或多种。 填充剂优选为石英砂，填充剂粉末的粒径优选为50目 200目，更优选为100目 200目。合金防腐层形成的过程如下将铝粉、锌粉和钛粉按比例混合均勻后得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于多晶硅铸锭炉的耐腐蚀涂层，其特征在于，包括：覆于碳纤维隔热层表面的合金防腐层和覆于所述合金防腐层表面的隔热防腐层；所述合金防腐层包括：２０ｗｔ％～３８ｗｔ％的铝粉、３０ｗｔ％～４５ｗｔ％的锌粉和３０ｗｔ％～４５ｗｔ％的钛粉；所述隔热防腐层包括：５５ｗｔ％～７２ｗｔ％的石墨烯粉、２５ｗｔ％～４０ｗｔ％的Ｌａ２ＮｉＯ４粉、１ｗｔ％～５ｗｔ％的成膜剂和１ｗｔ％～５ｗｔ％的固化剂和分散剂的混合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李树荣，
申请(专利权)人：合肥云荣机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：34
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