一種臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于氣相沉積爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐。
【背景技術(shù)】
[0002]多晶硅是制備單晶硅和光伏發(fā)電最主要的原材料，特別是隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽能電池對多晶硅的需求量迅速增長，但多晶硅的生產(chǎn)確是高能耗的產(chǎn)業(yè)。因此，世界各國都在競相開發(fā)能耗低，產(chǎn)能大的高純度多晶硅的制備方法。
[0003]目前，改良西門子法是制備高純多晶硅的主要方法，改良西門子法具有工藝成熟、經(jīng)驗豐富、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點，但其具有工藝流程長、投資大、三氯氫硅還原率低、生產(chǎn)成本高、技術(shù)操作難度大等缺點。由于鐘罩式反應(yīng)器只能采用間歇操作方式，在一定程度上限制了產(chǎn)能。而且多晶硅棒在拆裝和后續(xù)的破碎運輸階段容易引入雜質(zhì)造成污染。
[0004]為了解決改良西門子法存在的問題，引入了流化床反應(yīng)器生產(chǎn)多晶硅顆粒的方法。在流化床反應(yīng)器中，含硅氣體通過氫還原反應(yīng)生成單質(zhì)硅并沉積到多晶硅顆粒表面。由于流化床反應(yīng)器內(nèi)參與反應(yīng)的硅表面積大，使反應(yīng)速率大大增加，所以該方法的生產(chǎn)效率高、電耗小、成本低，比較適用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽能級多晶硅。但是，流化床反應(yīng)器也存在一定的缺點，比如，化學氣相沉積高純度多晶硅的反應(yīng)對溫度極為敏感，因此造成了反應(yīng)生成的多晶硅會沉積到熱壁表面。
[0005]石英和石墨是流化床反應(yīng)器的重要結(jié)構(gòu)材料，但石英構(gòu)件表面沉積了一定量的多晶硅后，傳熱效率大大降低給傳熱造成了困難。而且由于石英的熱膨脹系數(shù)較多晶硅相差一個數(shù)量級，當多晶硅沉積在相應(yīng)壁面后，會造成該構(gòu)件的破損，給工業(yè)操作帶來安全隱串
■/Ql、O
[0006]目前己有針對化學氣相沉積方法制備多晶硅的流化床反應(yīng)器的專利。建議采用石墨作為反應(yīng)器內(nèi)襯材料或?qū)Я魍膊牧希m熱膨脹系數(shù)與多晶硅相接近但強度低下經(jīng)不起多晶硅顆粒的摩擦會出現(xiàn)掉渣等現(xiàn)象，同時污染了多晶硅。需要在石墨表面沉積一層高硬度、高耐磨的碳化硅涂層。
[0007]石墨表面沉積碳化硅的工藝方法目前已比較成熟，但由于多晶硅流化床尺寸巨大，需要大規(guī)格筒狀石墨材料做表面氣相沉積碳化硅處理。目前，工業(yè)上廣泛應(yīng)用的氣相沉積爐其爐膛型式基本都是圓筒狀，即在爐體內(nèi)設(shè)有一個圓筒形加熱區(qū)，直徑不大，一般在500mm以下。無法適應(yīng)大型炭/石墨材料產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，只能對小型炭/石墨制品作氣相沉積。
[0008]即使爐膛尺寸能滿足大型炭/石墨材料產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，但由于其爐膛尺寸太大，爐子升溫時間長，爐膛各部溫差也大直接影響了沉積質(zhì)量，從而造成爐膛空間浪費，從而增加了能耗。
[0009]針對該問題，申請?zhí)枮?01320671039. 7的實用新型專利公開了一種大型石墨套碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體、爐蓋及爐底，在爐體從外到內(nèi)里依次有爐殼、外層保溫屏、外層發(fā)熱體、沉積腔、內(nèi)層發(fā)熱體及內(nèi)層保溫屏；的沉積腔為環(huán)狀，由沉積腔外壁、沉積腔內(nèi)壁、沉積腔頂蓋及沉積腔底板組成；沉積腔底板上有進氣孔；沉積腔外壁的外側(cè)配置有外層發(fā)熱體，的沉積腔內(nèi)壁的外側(cè)配置有內(nèi)層發(fā)熱體；的內(nèi)層發(fā)熱體的內(nèi)側(cè)有內(nèi)層保溫屏；的爐底配置有支承件砌體；內(nèi)、外層保溫屏的頂部設(shè)有保溫蓋，下部設(shè)有保溫墊層；由外層保溫屏、內(nèi)層保溫屏、保溫蓋及保溫墊層構(gòu)成了一個封閉的環(huán)狀保溫腔。
[0010]雖然該裝置大尺寸的環(huán)狀石墨件可以實現(xiàn)有效的氣相沉積，但是存在著效率低以及熱能浪費嚴重的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型為了解決現(xiàn)有裝置存在生產(chǎn)效率低、熱能浪費嚴重的問題，而提供一種臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，采用分段式結(jié)構(gòu)，能夠提高生產(chǎn)的效率，便于規(guī)模生產(chǎn)；同時能夠合理的利用熱源，減少熱能的浪費。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0013]—種臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，其特征在于，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。
[0014]所述反應(yīng)段的爐殼和預(yù)冷段的爐殼的配設(shè)有冷卻水腔，所述冷卻水腔配設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口。
[0015]所述進氣管配設(shè)有氣體分布盤。
[0016]所述反應(yīng)段配有溫度傳感器。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：
[0018]本實用新型的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。本實用新型的大型石墨先在反應(yīng)段反應(yīng)完成后將打開密封門輸送至預(yù)冷段進行預(yù)冷處理。本實用新型在加工的過程中，可以一直保持反應(yīng)段內(nèi)的熱能，直接將反應(yīng)后的石墨輸送走，從而進行下一石墨的反應(yīng)，既提高了生產(chǎn)效率，同時也減少了熱能的浪費。
【附圖說明】
[0019]圖I是本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖中標記：I、爐蓋，2、爐體，3、爐殼，4、冷卻水腔，5、保溫層，6、發(fā)熱體，7、密封門，
8、排氣管，9、輸送鏈板，10、反應(yīng)段，11、預(yù)冷段。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的描述，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，并不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他所用實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0022]結(jié)合附圖，本實用新型的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體2，所述爐體2的兩端分別配設(shè)有爐蓋1，所述爐體2的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板9，所述環(huán)形輸送鏈板9由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，其中驅(qū)動電機屬于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白和理解，在此不在贅述。所述爐體2的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門7分為反應(yīng)段10和預(yù)冷段11，所述反應(yīng)段10的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼3、保溫層5和發(fā)熱體6，所述反應(yīng)段10的爐體配設(shè)有進氣管，反應(yīng)段10的爐體頂部設(shè)置有排氣管8，作為本實用新型一種優(yōu)選的方式，進氣管均勾分布在側(cè)壁以及爐殼的底部上，其中輸送鏈板嵌入在爐殼底部。所述預(yù)冷段11的爐體由爐殼制成。本實用新型的大型石墨在反應(yīng)段反應(yīng)完成后將打開密封門輸送至預(yù)冷段進行預(yù)冷處理。本實用新型在加工的過程中，可以一直保持反應(yīng)段內(nèi)的熱能，直接將反應(yīng)后的石墨輸送走，從而進行下一石墨的反應(yīng)，既提高了生產(chǎn)效率，同時也減少了熱能的浪費。
[0023]本實用新型的反應(yīng)段10的爐殼3和預(yù)冷段11的爐殼3的配設(shè)有冷卻水腔4，所述冷卻水腔配設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口。同時，為了進一步減少熱能散失，爐蓋I也配設(shè)有保溫層5以及冷卻水腔。
[0024]為了提高氣體分布的均勻性，所述進氣管配設(shè)有氣體分布盤。
[0025]為了監(jiān)控溫度，本實用新型反應(yīng)段配有溫度傳感器，溫度傳感器屬于現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，在此不再贅述。
[0026]實施例一
[0027]本實施例的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。
[0028]實施例二
[0029]本實施例的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。所述反應(yīng)段的爐殼和預(yù)冷段的爐殼的配設(shè)有冷卻水腔，所述冷卻水腔配設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口。
[0030]實施例三
[0031]本實施例的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。所述反應(yīng)段的爐殼和預(yù)冷段的爐殼的配設(shè)有冷卻水腔，所述冷卻水腔配設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口 ；所述進氣管配設(shè)有氣體分布盤。
[0032]實施例四
[0033]在上述任一實施例的基礎(chǔ)之上，所述反應(yīng)段配有溫度傳感器。
【主權(quán)項】
1.一種臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，其特征在于，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，其特征在于，所述反應(yīng)段的爐殼和預(yù)冷段的爐殼的配設(shè)有冷卻水腔，所述冷卻水腔配設(shè)有冷卻水進口和冷卻水出口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，其特征在于，所述進氣管配設(shè)有氣體分布盤。4.根據(jù)權(quán)利要求I一3任一所述的臥式分段式石墨碳化硅涂層用氣相沉積爐，其特征在于，所述反應(yīng)段配有溫度傳感器。
【專利摘要】本實用新型屬于氣相沉積爐技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種臥式分段式石墨碳化硅涂層氣相沉積爐，用于解決現(xiàn)有裝置存在生產(chǎn)效率低、熱能浪費嚴重的問題。本實用新型包括爐體，所述爐體的兩端分別配設(shè)有爐蓋，所述爐體的底部配設(shè)有環(huán)形輸送鏈板，所述環(huán)形輸送鏈板由驅(qū)動電機帶動旋轉(zhuǎn)，所述爐體的內(nèi)部空間經(jīng)可開閉的密封門分為反應(yīng)段和預(yù)冷段，所述反應(yīng)段的爐體由外至內(nèi)依次為爐殼、保溫層和發(fā)熱體，所述反應(yīng)段的爐體配設(shè)有進氣管，所述反應(yīng)段的爐體頂部設(shè)置有排氣管，所述預(yù)冷段的爐體由爐殼制成。
【IPC分類】C23C16/458, C23C16/32
【公開號】CN205152328
【申請?zhí)枴緾N201520542209
【發(fā)明人】胡建文, 胡夢佳, 鄭淵
【申請人】成都潤封電碳有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年7月24日