專利名稱：一種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉裝備，具體是一種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體。
背景技術(shù)：
在多晶硅生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生劇毒的四氯化硅尾氣，為了處理這些尾氣可以將它們通入到氫化爐中，使四氯化硅與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)，再將生成的三氯氫硅返回到還原爐中作為原料使用。氫化爐采用石墨或者由長纖維編制而成的炭布增強炭復(fù)合材料作為發(fā)熱體。由于石墨發(fā)熱體比較脆、且強度低，因此它的使用壽命很短。目前普遍選用“由長纖維編織而成的炭布和薄氈復(fù)合針刺的預(yù)制體”作為增強材料，用這種方法制備炭布增強炭復(fù)合材料發(fā)熱體時的制造成本高，提高了氫化爐的使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體，要解決現(xiàn)有的氫化爐使用成本高的問題。本發(fā)明的這種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體選用短切纖維制備的纖維氈作為炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體中的增強材料，然后以這種預(yù)制體為增強材料通過下述步驟制備1、采用短切纖維選用短切聚丙烯腈纖維、短切碳纖維或者短切石墨纖維制備的腈綸氈、炭氈或者石墨氈作為炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體中的增強材料，短切纖維的長度不超過200毫米；2、制備預(yù)制體利用步驟1得到的原料通過針刺工藝制備出纖維氈預(yù)制體；3、預(yù)氧化和炭化處理將步驟2得到的預(yù)制體先后置于預(yù)氧化爐和炭化爐中進行處理后即得纖維氈增強材料；4、沉積處理把步驟3得到的纖維氈增強材料套在石墨模具上面，置于沉積爐中進行沉積處理；5、浸漬處理把步驟4得到的半成品置于高壓浸漬罐中浸漬浙青或者樹脂，然后進行碳化處理，并反復(fù)進行浸漬和碳化處理直到產(chǎn)品的密度達到1. 5g/cm3以上；6、機加工和高溫處理將步驟5得到的發(fā)熱體經(jīng)過機加工后置于高溫爐中進行高溫處理。本發(fā)明提供的這種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體由于采用了短切纖維氈增強炭/炭復(fù)合材料并通過一定的工藝制備，具有很高的抗折強度，因此極大地延長發(fā)熱體的使用壽命，同時可以減少發(fā)熱體的制造成本，從而明顯降低了氫化爐的使用成本。
具體實施例方式實施例一1、采用短切纖維選用聚丙烯腈纖維，短切纖維的長度是40毫米；
2、制備預(yù)制體利用步驟1得到的原料通過針刺工藝制備出纖維氈預(yù)制體，密度是 0. 18g/cm3；3、預(yù)氧化和炭化處理將步驟2得到的預(yù)制體先后置于預(yù)氧化爐和炭化爐中進行處理，預(yù)氧化最高溫度320°C，預(yù)氧化時間12小時，炭化最高溫度1000°C，即得纖維氈增強材料；4、沉積處理把步驟3得到的纖維氈增強材料套在石墨模具上面，置于沉積爐中進行沉積處理，最高溫度1000°c，沉積時間300小時；5、浸漬處理把步驟4得到的半成品置于高壓浸漬罐中浸漬浙青或者樹脂，然后進行碳化處理，并反復(fù)進行浸漬和碳化處理直到產(chǎn)品的密度達到1. 5g/cm3以上；6、機加工和高溫處理將步驟5得到的發(fā)熱體經(jīng)過機加工后置于高溫爐中進行高溫處理，最高溫度1600°C。通過上述工藝得到的單晶硅爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體的密度是1.52g/cm3，抗折強度為145Mpa。實施例二 1、采用短切纖維選用炭纖維，短切纖維的長度是50毫米；2、制備預(yù)制體利用步驟1得到的原料通過針刺工藝制備出纖維氈預(yù)制體，密度是 0. 16g/cm3；3、預(yù)氧化和炭化處理將步驟2得到的預(yù)制體先后置于預(yù)氧化爐和炭化爐中進行處理，預(yù)氧化最高溫度320°C，預(yù)氧化時間20小時，炭化最高溫度900°C，即得纖維氈增強材料；4、沉積處理把步驟3得到的纖維氈增強材料套在石墨模具上面，置于沉積爐中進行沉積處理，最高溫度1000°c，沉積時間400小時；5、浸漬處理把步驟4得到的半成品置于高壓浸漬罐中浸漬浙青或者樹脂，然后進行碳化處理，并反復(fù)進行浸漬和碳化處理直到產(chǎn)品的密度達到1. 5g/cm3以上；6、機加工和高溫處理將步驟5得到的發(fā)熱體經(jīng)過機加工后置于高溫爐中進行高溫處理，最高溫度1500°C。通過上述工藝得到的單晶硅爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體的密度是1. Mg/cm3，抗折強度為165Mpa。
權(quán)利要求
1. 一種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體，選用短切纖維制備的纖維氈作為炭/ 炭復(fù)合材料發(fā)熱體中的增強材料，其特征在于通過下述步驟制備A、采用短切纖維選用短切聚丙烯腈纖維、短切碳纖維或者短切石墨纖維制備的腈綸氈、炭氈或者石墨氈作為炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體中的增強材料，短切纖維的長度不超過200 毫米；B、制備預(yù)制體利用步驟A得到的原料通過針刺工藝制備出纖維氈預(yù)制體；C、預(yù)氧化和炭化處理將步驟B得到的預(yù)制體先后置于預(yù)氧化爐和炭化爐中進行處理后即得纖維氈增強材料；D、沉積處理把步驟C得到的纖維氈增強材料套在石墨模具上面，置于沉積爐中進行沉積處理；E、浸漬處理把步驟D得到的半成品置于高壓浸漬罐中浸漬浙青或者樹脂，然后進行碳化處理，并反復(fù)進行浸漬和碳化處理直到產(chǎn)品的密度達到1. 5g/cm3以上；F、機加工和高溫處理將步驟E得到的發(fā)熱體經(jīng)過機加工后置于高溫爐中進行高溫處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多晶硅氫化爐用炭/炭復(fù)合材料發(fā)熱體。該發(fā)熱體選用短切纖維制備的纖維氈作為增強材料，然后以這種預(yù)制體為增強材料通過一定的工藝步驟制備1、采用短切纖維；2、制備預(yù)制體；3、預(yù)氧化和炭化處理；4、沉積處理；5、浸漬處理；6、機加工和高溫處理。這種發(fā)熱體由于采用了短切纖維氈增強炭/炭復(fù)合材料并通過一定的工藝制備，具有很高的抗折強度，因此極大地延長發(fā)熱體的使用壽命，同時可以減少發(fā)熱體的制造成本，從而明顯降低了氫化爐的使用成本。
文檔編號C04B35/83GK102372493SQ20111023215
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者孫南岳, 王釗 申請人:孫南岳, 王釗