本发明专利技术公开了一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法，首先利用碳纤维加工成预制体，再在化学沉积炉中将所述预制体加热至1050°C-1150°C，并通入丙烷气体，所述丙烷气体在高温下分解生成碳，所述碳沉积在所述预制体中，将致密后的所述预制体放在石墨化炉中，加热至2300°C-2800°C，并保持2-4小时后冷却形成碳碳复合材料。本发明专利技术还公开了一种直拉单晶炉，包括由所述碳碳复合材料加工而成的加热器，所述加热器的密度≥1.8g/cm3。本发明专利技术所提供的碳碳复合材料的加工方法采用化学气相沉积炉对预制体进行致密化处理取代了反复浸渍的方法，不仅过程简单，且在致密化处理过程中不会掺杂入较多的杂质，不需要进行高温纯化处理，大大简化了加工方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏领域，特别涉及一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法以及一种用于生产单晶硅的直拉单晶炉。
技术介绍
直拉单晶炉主要用于将多晶硅等多晶材料熔化，采用直拉法生长无错位单晶的设备，在加工过程中需要适宜的热场，即保持单晶在一定温度梯度下生长的整个热系统。如果热场不符合单晶生长条件，生长的单晶质量较差，有错位以及其他结构缺陷，或容易使单晶变成多晶，甚至无法引晶。因此，直拉单晶炉的热场配置是非常重要的直拉单晶工艺技术。目前，常用的直拉单晶炉一般采用高纯石墨加工而成，例如，加热器、坩埚以及导流筒等部件，同时，直拉单晶炉还包括各种保温以及密封设备，以保证在单晶生长过程中的高温密封状态。随着硅单晶在光伏行业的应用以及超大集成电路的发展，直拉单晶炉正朝向大型化的方向发展，大型化直拉单晶炉是一个重要的设计目标。在采用大尺寸高纯石墨原材料加工大型直拉单晶炉时，其成型较为困难，且随着尺寸的增大，其加工成本大约呈级数增长，例如，加工28英寸的直拉单晶炉上的加热器的费用约为22英寸的直拉单晶炉的加热器的三倍以上；同时，因为石墨的脆性较大，强度相对较低，当直拉单晶炉的热场越大，采用高纯石墨制成的部件在交变应力下容易产生裂纹而失效，严重影响了直拉单晶炉的使用寿命、投料量以及硅棒的品质。除此以外，由于目前国内尚没有能够独立生产直拉单晶炉用大尺寸高纯石墨厂家，所需石墨大部分依赖国外进口，而国外对中国出口的石墨数量、规格有严格的限制，使得国内石墨材料的供应一直比较紧张，这很大程度上制约了我国单晶行业的发展，因此，亟需采用合适的新材料以取代石墨材料加工制造单晶炉。在专利号为200610043185. X的专利文件中公开一种用于生产碳碳加热器的加工方法，采用的原材料为碳纤维，首先用针刺炭布和无纬布相结合制成全炭纤维三向结构加热器预制体，经浙青浸溃炭化和糠酮树脂浸溃炭化相结合的反复浸溃的方法对加热器预制体进行致密，在加热器预制体的密度达到I. 6kg/cm3后，对该加热器预制体进行高温纯化处理，形成加热器制品，最后经机械加工即可制得用于直拉单晶炉的加热器。在此加工方法下，不仅加工成本相对较低，且制成的加热器的电阻率较石墨材料制成的加热器的电阻率低，加热器的强度有所提高，有助于延长其使用寿命、降低加热器的更换率。但是由于上述加工方法采用浙青和树脂反复浸溃的方法对加热器预制体进行致密化处理，在这个过程中，需要反复浸溃，使加工方法较为繁琐，且加热器预制体中会掺杂入较多的杂质，需要进行高温纯化处理，而高温纯化处理相对复杂，这在一定程度上增加了加工方法的难度。目前该加工方法尚处于小批量试验阶段，应用技术还不成熟。因此，选取有效的加工方法加工碳碳复合材料，提高直拉单晶炉的使用寿命和投料量，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法，该加工方法相对简单。本专利技术的另一目的是提供一种采用上述碳碳复合材料制加工而成的直拉单晶炉，提闻其使用寿命。本专利技术所提供的碳碳复合材料的加工方法包括以下步骤步骤A :利用碳纤维加工成预制体；步骤B :将所述预制体放在化学气相沉积炉中加热至1050° C_1150° C ； 步骤C :在所述化学气相沉积炉中通入丙烷气体，所述丙烷气体在高温下分解生成碳，所述碳沉积在所述预制体中，以提高所述预制体的密度；步骤D :将致密后的所述预制体放在石墨化炉中，加热至2300° C_2800° C，保持该温度2-4小时后，进行冷却，形成碳碳复合材料。优选地，步骤A具体为将树脂涂在碳纤维上，进行热固后，采用3D编织技术将所述碳纤维编织成所述预制体。优选地，所述碳纤维为12K碳纤维。本专利技术还提供一种直拉单晶炉，包括由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得的加热器，所述加热器的密度> I. 8g/cm3。优选地，所述直拉单晶炉进一步包括位于所述加热器内部的坩埚，所述坩埚由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得，所述坩埚的密度为I. 6-1. 8g/cm3。优选地，在所述坩埚的下方设置有支撑所述坩埚的底托和托杆，所述底托和所述托杆由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得。优选地，在所述坩埚的上方设置有由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得的导流筒，所述导流筒的密度> I. 5g/cm3。优选地，所述直拉单晶炉进一步包括由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得的保温筒，所述保温筒的密度为0. 2-0. 3g/cm3。优选地，所述直拉单晶炉的进一步包括由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得的隔热材料，所述隔热材料的密度为0. 2-0. 3g/cm3。优选地，所述加热器通过电极螺栓与连接板连接，所述电极螺栓和所述连接板由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制得。本专利技术所提供的碳碳复合材料的加工方法加工的碳碳复合材料的通过碳沉积的方式对预制体进行致密化处理取代了现有技术中的反复浸溃，其方法相对简单，且致密后的材料含杂质较少，不需要高温纯化处理，简化了碳碳复合材料的加工方法。本专利技术所提供的直拉单晶炉由采用上述加工方法加工而成的碳碳复合材料制成，取代了传统的石墨材料，碳碳复合材料的强度较石墨材料的强度大，有助于提高直拉单晶炉的使用寿命；此外，在相同强度条件下还可以减少保温筒等部件的厚度，有助于提高直拉单晶炉的投料量，提高产量。附图说明图I为本专利技术所提供的碳碳复合材料的加工方法一种具体实施方式的流程图；图2为本专利技术所提供的直拉单晶炉一种具体实施方式的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的核心是提供一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法，该加工方法相对简单。本专利技术的另一核心是提供一种采用上述碳碳复合材料制加工而成的直拉单晶炉，提闻其使用寿命。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，图I为本专利技术所提供的碳碳复合材料的加工方法一种具体实施方式的流程图。在一种具体实施方式中，本专利技术所提供的用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法采用的原材料为碳纤维，具体的加工方法包括以下步骤步骤Sll :将碳纤维加工成预制体。加工预制体的方法较多，例如，可以事先在碳纤维上均匀的涂上树脂，进行热固，以便固定碳纤维的形态，再采用3D编织技术，将碳纤维编织成预制体。由于形成的预制体的密度相对较小，达不到预期的密度，需要对其进行致密化处理，该致密化处理是在化学气相沉积炉中进行的。步骤S12 :将预制体放在化学气相沉积炉中加热至1050° C-1150。C，在对预制体进行加热时，最好大体加热至1100° C，以提高其致密化处理效果。步骤S13:在上述化学气相沉积炉中通入丙烷气体，丙烷气体在高温条件下分解生成碳，生成的碳沉积在预制体中，以便提高预制体的密度。在致密化处理结束后，需要对预制体进行石墨化处理，一方面可以进一步的稳定预制体的内部结构，另一方面可以纯化预制体。步骤S14 :将致密后的预制体放在石墨化炉中，加热至2300° C_2800° C，保持该温度2-4小时左右,冷却后,最终形成碳碳复合材料,在加热时,最好大体加热至2500° C,其石墨化处理效果较好。需要说明的是，为了得到密度不同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：A、利用碳纤维加工成预制体；B、将所述预制体放在化学气相沉积炉中加热至1050°C？1150°C；C、在所述化学气相沉积炉中通入丙烷气体，所述丙烷气体在高温下分解生成碳，所述碳沉积在所述预制体中，以提高所述预制体的密度；D、将致密后的所述预制体放在石墨化炉中，加热至2300°C？2800°C，保持该温度2？4小时后，进行冷却，形成碳碳复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种用于直拉单晶炉的碳碳复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤 A、利用碳纤维加工成预制体； B、将所述预制体放在化学气相沉积炉中加热至1050°C-1150° C ； C、在所述化学气相沉积炉中通入丙烷气体，所述丙烷气体在高温下分解生成碳，所述碳沉积在所述预制体中，以提高所述预制体的密度； D、将致密后的所述预制体放在石墨化炉中，加热至2300°C-2800。C，保持该温度2_4小时后，进行冷却，形成碳碳复合材料。2.根据权利要求I所述的加工方法，其特征在于，步骤A具体为将树脂涂在所述碳纤维上，进行热固后，采用3D编织技术将所述碳纤维编织成所述预制体。3.根据权利要求I所述的加工方法，其特征在于，所述碳纤维为12K碳纤維。4.一种直拉单晶炉，其特征在于，包括由采用权利要求I至3任意一项所述的加工方法加工而成的碳碳复合材料制得的加热器，所述加热器的密度> I. 8g/cm3。5.根据权利要求4所述的直拉单晶炉，其特征在于，所述直拉单晶炉进ー步包括位于所述加热器内部的坩埚，所述坩埚由采用权利要求I至3任意一项所述的加工方法加工而成的碳碳复合材料制得，所述i甘...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁仁和，文武，赵婷玮，李宗仁，冯冬芳，王浩，康志伯，
申请(专利权)人：北京京仪世纪电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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