熔融石英坩堝的制備及其析晶行為研究.pdf

1、熔融石英坩堝具有較好的熱穩(wěn)定性、較低的熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率,而且在高溫下不會(huì)與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此廣泛的應(yīng)用于多晶硅的鑄錠生產(chǎn)中。雖然目前干法成型技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步,但目前熔融石英坩堝的制備技術(shù)主要還是膠態(tài)成型(濕法成型),因此研究漿料的流變性依然具有重要的實(shí)際意義。此外,熔融石英在高溫?zé)Y(jié)過程中容易發(fā)生方石英晶體的析出,使得石英坩堝的綜合性能下降,導(dǎo)致坩堝開裂損壞,因此研究石英坩堝的析晶行為也具有重要的實(shí)際意義。
　　粉體的制備

2、方式對(duì)注漿成型過程具有很大的影響。本實(shí)驗(yàn)采用濕法和干法球磨的方式獲得一定粒徑的石英粉體。與干法球磨相比,濕法球磨的效率更高,但二者所得粉體在顆粒的表面化學(xué)狀態(tài)及顆粒形狀方面存在明顯的差異。這兩方面對(duì)漿料流變性的影響研究較少,是本文研究的重點(diǎn)。本文通過SEM、FTIR、XPS、zeta電位儀以及粘度計(jì)對(duì)顆粒的表面化學(xué)狀態(tài)及顆粒的形狀對(duì)漿料流變性的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明,與干法球磨所得粉體相比,濕法球磨所得粉體表面硅烷醇數(shù)量較多,且顆粒形狀

3、更不規(guī)則,因此漿料的粘度較大,穩(wěn)定性較差。此外,實(shí)驗(yàn)表明顆粒表面的硅烷醇可以增強(qiáng)漿料的剪切變稠的特性。
　　本實(shí)驗(yàn)還研究了石英顆粒的尺寸、Si3N4粉體、PVA溶液的加入、坯體表面的雜質(zhì)以及熱處理制度對(duì)石英坩堝析晶的影響。研究結(jié)果表明粉體顆粒尺寸越小,熔融石英坩堝越容易析晶,在本實(shí)驗(yàn)條件下顆粒尺寸的中位徑為7.2μm時(shí),所制備的生坯密度最大,為1.83g/cm3,經(jīng)過1200°C燒結(jié)后方石英析晶量較少,滿足使用要求;PVA對(duì)石英陶