制備石英坩堝的模具及工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備石英坩堝的模具，模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，模蓋上設(shè)有與坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，模蓋以及四周邊墻與模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，模蓋、四周邊墻和模芯與坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，模蓋、四周邊墻和模芯的內(nèi)部分別形成模腔，模腔通過(guò)濾板與坩堝成型區(qū)連通。本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用上述模具制備石英坩堝的工藝。上述制備石英坩堝的模具抗壓強(qiáng)度及過(guò)濾精度較高，制備的石英坩堝尺寸偏差小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】制備石英坩堝的模具及工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石英坩堝生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及制備石英坩堝的模具及工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]石英坩堝生產(chǎn)工藝主要有雙面吸漿法、單面吸漿法和注凝法，為了把漿料中的水分快速除去，傳統(tǒng)的石英坩堝生產(chǎn)工藝中一般使用石膏模具，利用它的吸水性可以排出水分，然后使坩堝成型。隨著坩堝越做越大，根據(jù)生產(chǎn)需要，石膏模具也必須越來(lái)越大。然而石膏模具強(qiáng)度低，每次成型后修模，刀子就會(huì)刮削掉一層石膏，導(dǎo)致模具內(nèi)的型腔變得越來(lái)越大，使得產(chǎn)品變形大，有凸凹不平的缺陷，最終造成產(chǎn)品尺寸偏差過(guò)大，成品密度低，強(qiáng)度差，合格率低，直到無(wú)法使用。另外，現(xiàn)有石膏模具成型技術(shù)，消耗了大量的石膏，壽命低，報(bào)廢后污染環(huán)境。
[0003]有的公司使用多孔樹(shù)脂模具來(lái)成型坩堝，但由于石英坩堝的漿料很稀，含水量很大，多孔樹(shù)脂模具不能良好的排除水分。因此，一般采用壓濾的方法。一開(kāi)始石英漿料可以流動(dòng)時(shí)，加壓可以排除一部分水分，但是，當(dāng)石英漿料中的水分一旦減少到使石英漿料無(wú)法流動(dòng)時(shí)，壓力無(wú)法在多孔樹(shù)脂模具內(nèi)傳遞，此時(shí)壓濾法失效。因此，只用樹(shù)脂模具壓濾是無(wú)法完成坩堝成型的。一般，大家在樹(shù)脂模具內(nèi)部嵌入石膏模，利用石膏模把殘余的水分吸干。
[0004]另外，壓濾法要使用高壓泵向模具注壓，如果使用壓濾，將在每個(gè)模具面上產(chǎn)生很大的壓力，使用多孔樹(shù)脂模具根本承受不了這個(gè)強(qiáng)度，模具很快就會(huì)報(bào)廢。使用多孔樹(shù)脂模具來(lái)成型坩堝要使用昂貴的樹(shù)脂材料，根本無(wú)法推廣，模具復(fù)雜，過(guò)濾精度達(dá)不到要求，成型效果不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對(duì)成型石英坩堝時(shí)石膏模具容易導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸偏差過(guò)大和多孔樹(shù)脂模具抗壓強(qiáng)度低、過(guò)濾精度低的問(wèn)題，提供一種制備石英坩堝的抗壓強(qiáng)度高和過(guò)濾精度高的模具，利用這種模具制得的石英坩堝的產(chǎn)品尺寸偏差小。
[0006]一種制備石英坩堝的模具，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設(shè)有與所述坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內(nèi)部分別形成模腔，所述模腔通過(guò)所述濾板與所述坩堝成型區(qū)連通。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為可拆卸式組合，所述濾板將所述模腔遮蓋。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為一體成型，所述濾板設(shè)置在所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)部分的表面。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述模腔為中空夾層模腔，所述模腔的一側(cè)設(shè)有用來(lái)連接外接管路的接頭。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述各個(gè)濾板與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個(gè)濾板上分別設(shè)有分布均勻的微孔，所述各個(gè)濾板的微孔連通所述坩堝成型區(qū)和所述坩堝成型區(qū)對(duì)應(yīng)的模腔。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述模具為金屬模具，所述濾板為金屬濾板、陶瓷濾板或樹(shù)脂濾板，所述金屬濾板為多層不銹鋼絲網(wǎng)濾板。
[0012]此外，還提供一種石英坩堝的制備工藝，包括如下步驟:
[0013]組裝制備石英坩堝的模具，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設(shè)有與所述坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內(nèi)部分別形成模腔，所述模腔通過(guò)所述濾板與所述坩堝成型區(qū)連通；
[0014]將石英漿料注入組裝好的所述模具，注滿(mǎn)料斗并保持一定的料位；
[0015]將形成在所述模具上的模腔接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，吸濾所述模具的模腔內(nèi)從石英漿料中濾過(guò)所述濾板的水分，直到所述料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，得到硬化成型后的坩堝坯體；
[0016]將所述坩堝坯體自然干燥后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)所述管路中通入低壓空氣，使所述坩堝坯體與所述濾板脫離；
[0017]脫掉所述模芯，拆除所述四周邊墻，得到所述坩堝坯體，烘干之后將所述坩堝坯體燒制成型得到所述石英坩堝。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述各個(gè)濾板與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個(gè)濾板上分別設(shè)有分布均勻的微孔，所述各個(gè)濾板的微孔連通所述坩堝成型區(qū)和所述坩堝成型區(qū)對(duì)應(yīng)的模腔。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，啟動(dòng)真空系統(tǒng)進(jìn)行吸濾的操作中，所述真空系統(tǒng)的真空度為-0.05MPa?-0.08MPa，所述吸濾的時(shí)間為120min?200min。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，將坩堝坯體自然干燥的操作中，所述自然干燥的溫度為20°C?25°C，時(shí)間為 200min ?300min ；
[0021]開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣的操作中，所述低壓空氣的壓力為0.1MPa?0.2MPa ；
[0022]將所述坩堝坯體烘干的操作中，所述烘干的時(shí)間為1h?20h ；
[0023]將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝的操作中，所述燒制成型的條件是將溫度由室溫升至1050°C?1150°C，保溫時(shí)間為2h?4h，保持濕度為O?5%。
[0024]上述制備石英坩堝的模具，包括模蓋、四周邊墻和模芯，坩堝成型時(shí)，模蓋以及四周邊墻與模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，石英漿料首先通過(guò)模蓋上的澆注口進(jìn)入坩堝成型區(qū)。模蓋、四周邊墻和模芯與坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，濾板既可以把漿料中的水分快速濾除，而又不讓石英漿料中的顆粒流失。同時(shí)，模蓋、四周邊墻和模芯的內(nèi)部分別形成模腔。坩堝成型過(guò)程中抽真空時(shí)，模腔連通真空系統(tǒng)，模具的各個(gè)組成部分在各自的模腔中抽真空，相互之間沒(méi)有壓力，不會(huì)造成模具變形，因此，上述制備石英坩堝的模具抗壓強(qiáng)度及過(guò)濾精度較高，制備的石英坩堝尺寸偏差小。另外，采用這樣的模具可以不使用脫模劑，降低了成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為制備石英坩堝的模具的零件圖；
[0026]圖2(a)為制備石英坩堝的模具的邊墻的主視圖；
[0027]圖2(b)為制備石英坩堝的模具的邊墻的剖面圖；
[0028]圖3為一實(shí)施方式的石英坩堝的制備工藝的流程圖；
[0029]圖4為制備石英坩堝的模具的組裝圖；
[0030]圖5為制備石英坩堝的模具和坩堝坯體的示意圖。
[0031]圖中:模具100，模蓋110，澆注口 112，模蓋濾板114，邊墻120，邊墻濾板122，模腔124，接頭126，加強(qiáng)板128，模芯130，模芯濾板132，料斗200，真空管300，坩堝坯體400。

【具體實(shí)施方式】
[0032]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。
[0033]實(shí)施方式的制備石英坩堝的模具100包括模蓋110、四周邊墻120和模芯130。如圖1所示，模蓋110上設(shè)有與坩堝成型區(qū)相連通的澆注口 112。將模具100組裝之后，模蓋100以及四周邊墻120與模芯130之間圍成坩堝成型區(qū)。模蓋110、四周邊墻120和模芯130與坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有模蓋濾板114、邊墻濾板122和模芯濾板132。各個(gè)濾板與坩堝成型區(qū)相對(duì)的面形成用以成型坩堝的主成型面。各個(gè)濾板上分別設(shè)有分布均勻的微孔。模蓋110、四周邊墻120和模芯130的內(nèi)部分別形成模腔，模腔通過(guò)濾板與坩堝成型區(qū)連通。模腔的一側(cè)設(shè)有用來(lái)連接外接管路的接頭。各個(gè)濾板的微孔連通坩堝成型區(qū)和坩堝成型區(qū)對(duì)應(yīng)的模腔。
[0034]制備石英坩堝的模具的邊墻120的正視圖如圖2(a)所示，圖2 (a)中的邊墻120進(jìn)行剖面得到圖2(b)。邊墻濾板122位于邊墻120上用于形成主成型面的一側(cè)，邊墻120的內(nèi)部形成的中空夾層為模腔124，模腔的外側(cè)設(shè)有接頭126，接頭126用來(lái)連接外接管路。邊墻濾板122用加強(qiáng)板128來(lái)固定。加強(qiáng)板128與邊墻濾板122之間形成可以使石英漿料中的水分通過(guò)的縫隙，與模腔124相連通。組裝好模具100之后，進(jìn)行石英坩堝成型時(shí)，使用真空系統(tǒng)吸濾石英漿料中的水分，此時(shí)石英漿料中的水分經(jīng)過(guò)邊墻濾板122上的微孔進(jìn)入模腔124，隨后被排出。而石英漿料中的顆粒不能通過(guò)微孔則被截留下來(lái)。
[0035]模蓋110和模芯130的內(nèi)部也均為連通的中空夾層模腔,模腔的一側(cè)同樣設(shè)有用來(lái)連接外接管路的接頭。這樣可以保證在石英坩堝成型過(guò)程中，真空系統(tǒng)能夠均勻吸濾石英漿料中的水分，使成型后的石英坩堝密度均勻，質(zhì)量精良。
[0036]該制備石英坩堝的模具100為金屬模具，濾板通過(guò)加強(qiáng)板固定，金屬模具的內(nèi)腔的承壓結(jié)構(gòu)可以承受0.6MPa的壓力，抗壓強(qiáng)度高，石英坩堝成型過(guò)程中不會(huì)造成模具變形。
[0037]濾板可以為金屬濾板、陶瓷濾板或樹(shù)脂濾板。
[0038]金屬濾板可以為多層不銹鋼絲網(wǎng)濾板，該多層不銹鋼絲網(wǎng)濾板采用600目的多層不銹鋼網(wǎng)經(jīng)過(guò)特殊疊層壓制，經(jīng)真空燒結(jié)而成的具有較高強(qiáng)度及整體鋼性的一種過(guò)濾材料。多層不銹鋼網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)五層網(wǎng)由保護(hù)層，精度控制層，分散層及多層加強(qiáng)層組成。其各層絲網(wǎng)的網(wǎng)孔相互交錯(cuò)，形成一種均一而理想的過(guò)濾構(gòu)造，既可以把漿料中的顆粒完好的截留在模腔中，又可以迅速地把水分在真空系統(tǒng)中排除。具有優(yōu)良的過(guò)濾精度、過(guò)濾阻抗、機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性、耐寒性和被加工性，對(duì)抗壓強(qiáng)度要求及過(guò)濾精度要求均一的過(guò)濾尤為理想。
[0039]多層不銹鋼絲網(wǎng)濾板的過(guò)濾精度為2 μ m?300 μ m，可耐用于從_200°C?650°C的連續(xù)過(guò)濾。清洗時(shí)由于采用極佳的逆流清洗效果的表層過(guò)濾結(jié)構(gòu)，因此清洗簡(jiǎn)單。
[0040]陶瓷濾板由分布均勻的無(wú)數(shù)微孔組成，采用先進(jìn)的無(wú)機(jī)膜制備工藝，孔徑為0.5μηι?5μηι。透水性好，透水量為1200kg/h.m2?1500kg/h.m2,反沖壓力可達(dá)
0.15MPa及以上。當(dāng)流體從這些微小孔洞通過(guò)時(shí)，顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面。微孔陶瓷濾板具有耐腐蝕、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高和無(wú)有害物溶出的優(yōu)點(diǎn)，即使在流體壓力作用下，微孔不易變形，易清洗，使用壽命長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
[0041]樹(shù)脂濾板可以為微孔樹(shù)脂材料制備成的濾板，微孔樹(shù)脂材料可以是由無(wú)機(jī)填料、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑、基體增強(qiáng)劑、水和離子型無(wú)機(jī)鹽等按一定組分混合制備而成的。樹(shù)脂濾板的制備工藝簡(jiǎn)單，成孔方法獨(dú)特，便于生產(chǎn)操作。同時(shí)，成本較低，不易老化，耐沖刷。
[0042]上述模蓋濾板114、邊墻濾板122和模芯濾板132與模蓋110、四周邊墻120或模芯130為可拆卸式組合，模蓋濾板114、邊墻濾板122和模芯濾板132將模腔124遮蓋。但濾板不限于此種設(shè)置方式，濾板也可以與模蓋、四周邊墻或模芯為一體成型，此時(shí)，濾板設(shè)置在模蓋、四周邊墻或模芯與坩堝成型區(qū)相對(duì)部分的表面，采用這樣的模具可以不使用脫模劑，降低了成本。
[0043]上述制備石英坩堝的模具，包括模蓋、四周邊墻和模芯，坩堝成型時(shí)，模蓋以及四周邊墻與模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，石英漿料首先通過(guò)模蓋上的澆注口進(jìn)入坩堝成型區(qū)。模蓋、四周邊墻和模芯與坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，濾板既可以把漿料中的水分快速濾除，而又不讓石英漿料中的顆粒流失。同時(shí)，模蓋、四周邊墻和模芯的內(nèi)部分別形成模腔。坩堝成型過(guò)程中抽真空時(shí)，模腔連通真空系統(tǒng)，模具的各個(gè)組成部分在各自的模腔中抽真空，相互之間沒(méi)有壓力，不會(huì)造成模具變形，因此，上述制備石英坩堝的模具抗壓強(qiáng)度及過(guò)濾精度較高，制備的石英坩堝尺寸偏差小。
[0044]如圖3所示的使用上述模具制備石英坩堝的工藝，包括如下步驟:
[0045]S10、組裝制備石英坩堝的模具，模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，模蓋上設(shè)有與坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，模蓋以及四周邊墻與模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，模蓋、四周邊墻和模芯與坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，模蓋、四周邊墻和模芯的內(nèi)部分別形成模腔，模腔通過(guò)濾板與坩堝成型區(qū)連通。
[0046]組裝時(shí)，把模芯水平放置在地面上，吹凈成型面上的雜質(zhì)，安裝四個(gè)邊墻，鎖緊各邊墻，防止漏漿。接著安裝模蓋，安裝完之后檢查各密封面的密封情況，保證密封面的密封良好。
[0047]S20、將石英漿料注入組裝好的模具，注滿(mǎn)料斗并保持一定的料位。
[0048]模具的模蓋上設(shè)有與坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，在澆注口上連接料斗，將石英漿料通過(guò)料斗緩緩注入組裝好的模具中。當(dāng)石英漿料注滿(mǎn)料斗后，料斗的料位不再變化，則保持此料位。
[0049]S30、將形成在模具上的模腔接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，吸濾模具的模腔內(nèi)從石英漿料中濾過(guò)濾板的水分，直到料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，得到硬化成型后的坩堝坯體。
[0050]真空系統(tǒng)由旋片真空泵提供，將模腔通過(guò)真空管連接到分離罐。模具注滿(mǎn)漿料后啟動(dòng)真空閥，真空閥的閥門(mén)根據(jù)料斗漿料的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)開(kāi)度。首先，先將模腔中的水分和空氣排出。其次，隨著真空系統(tǒng)的運(yùn)行，石英漿料中的氣泡會(huì)被抽出。隨后，石英漿料中的多余水分，會(huì)沿著模具中濾板的毛細(xì)孔排出。隨著漿料中的水分減少，與濾板接觸的石英漿料開(kāi)始硬化，石英衆(zhòng)料中間的水分繼續(xù)從料斗補(bǔ)充進(jìn)入模具。當(dāng)水分繼續(xù)減少，直到衆(zhòng)料無(wú)法流動(dòng)時(shí)，模具內(nèi)的坩堝坯體開(kāi)始整體成型。由于濾板與坩堝坯體的接觸面在不斷的把水分抽走，在毛細(xì)管的作用下，就會(huì)使坩堝坯體中間的水分不斷的向坩堝坯體表面遷移，最后成型。
[0051]成型時(shí)，各個(gè)成型面在各自的真空腔中抽真空，相互之間沒(méi)有壓力，不會(huì)造成模具變形。模具過(guò)濾成型面只承受很小的壓力，不會(huì)產(chǎn)生變形。因?yàn)槭褂谜婵粘槌?，所以六個(gè)成型面承受的負(fù)壓非常均勻。
[0052]真空系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，真空度為-0.05MPa?-0.08MPa,吸濾的時(shí)間為120min?200mino
[0053]成型時(shí)也可不使用真空系統(tǒng)進(jìn)行吸濾，此時(shí)石英漿料中的多余水分會(huì)沿著模具中的濾板緩慢排出，所需成型時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)由于多余水分的存在而后續(xù)干燥時(shí)水分蒸發(fā)留下微孔，容易導(dǎo)致最終成型的石英坩堝比較疏松，強(qiáng)度較小。
[0054]S40、將坩堝坯體自然干燥后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣，使坩堝坯體與濾板脫離。
[0055]將坩堝坯體自然干燥的操作中，所述自然干燥的溫度為20°C?25°C，時(shí)間為200min ?300min。
[0056]開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣的操作中，所述低壓空氣的壓力為0.1MPa?0.2MPa。
[0057]S50、脫掉模芯，拆除四周邊墻，得到坩堝坯體，烘干之后將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝。
[0058]脫模芯時(shí)，使用行車(chē)和翻轉(zhuǎn)架把模具吊起，反轉(zhuǎn)180度，使模芯朝上，然后使用模芯起吊器拔模。
[0059]檢查石英坩堝內(nèi)壁成型質(zhì)量，拆模具的四面邊墻，得到坩堝坯體。此時(shí)坩堝坯體除了外底面，其余各面都暴露在空氣中，靜置1h?20h保持干燥，這樣可以提高坩堝的強(qiáng)度。
[0060]燒制成型的條件是將溫度由室溫升至1050°C?1150°C，保溫時(shí)間為2h?4h，保持濕度為O?5%。
[0061]下面為【具體實(shí)施方式】:
[0062]實(shí)施例1
[0063]組裝制備石英坩堝的模具，組裝完成的模具如圖4所示。
[0064]將石英漿料通過(guò)料斗200注入組裝好的模具，注滿(mǎn)料斗200并保持一定的料位。
[0065]將設(shè)置在模具上的真空管300接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，真空度設(shè)置為-0.05MPa，石英漿料中的水分經(jīng)濾板上的微孔進(jìn)入模具的模腔內(nèi)，模腔內(nèi)的水分隨后通過(guò)真空管300被吸濾出去。每隔20min使用探針插入料斗，檢查石英漿料的硬化程度，直到澆料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，停止抽吸，吸濾時(shí)間大約為120min，得到硬化成型后的坩堝坯體。
[0066]將坩堝坯體放在20°C的環(huán)境中自然干燥，保持200min的成型時(shí)間后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣，低壓空氣的壓力為0.1MPa，使坩堝坯體與濾板脫離。
[0067]脫模芯時(shí)，使用行車(chē)和翻轉(zhuǎn)架把模具吊起，反轉(zhuǎn)180度，使模芯朝上，然后使用模芯起吊器拔模，如圖5所示。檢查石英坩堝內(nèi)壁成型質(zhì)量，拆模具的四面邊墻，得到坩堝坯體400。此時(shí)坩堝坯體400除了外底面，其余各面都暴露在空氣中，靜置1h保持干燥，這樣可以提高最終制備得到的石英坩堝的強(qiáng)度。
[0068]之后將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝。干燥成型的條件是將溫度由室溫升至1050°C，保溫時(shí)間2h，保持濕度為O。然后在隧道窯內(nèi)燒制成型。
[0069]實(shí)施例2
[0070]組裝制備石英坩堝的模具。
[0071]將石英漿料通過(guò)料斗注入組裝好的模具，注滿(mǎn)料斗并保持一定的料位。
[0072]將設(shè)置在模具上的真空管接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，真空度設(shè)置為-0.06MPa，石英漿料中的水分經(jīng)濾板上的微孔進(jìn)入模具的模腔內(nèi)，模腔內(nèi)的水分隨后通過(guò)真空管被吸濾出去。每隔20min使用探針插入料斗，檢查石英漿料的硬化程度，直到澆料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，停止抽吸，吸濾時(shí)間大約為150min，得到硬化成型后的坩堝坯體。
[0073]將坩堝坯體放在23°C的環(huán)境中自然干燥，保持250min的成型時(shí)間后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣，低壓空氣的壓力為0.15MPa，使坩堝坯體與濾板脫離。
[0074]脫模芯時(shí)，使用行車(chē)和翻轉(zhuǎn)架把模具吊起，反轉(zhuǎn)180度，使模芯朝上，然后使用模芯起吊器拔模。檢查石英坩堝內(nèi)壁成型質(zhì)量，拆模具的四面邊墻，得到坩堝坯體。此時(shí)坩堝坯體除了外底面，其余各面都暴露在空氣中，靜置15h保持干燥，這樣可以提高最終制備得到的石英坩堝的強(qiáng)度。
[0075]之后將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝。燒制成型的條件是將溫度由室溫升至1130°C，保溫時(shí)間3h，保持濕度為3%。然后在隧道窯內(nèi)燒制成型。
[0076]實(shí)施例3
[0077]組裝制備石英坩堝的模具。
[0078]將石英漿料通過(guò)料斗注入組裝好的模具，注滿(mǎn)料斗并保持一定的料位。
[0079]將設(shè)置在模具上的真空管接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，真空度設(shè)置為-0.0SMPa,石英漿料中的水分經(jīng)濾板上的微孔進(jìn)入模具的模腔內(nèi)，模腔內(nèi)的水分隨后通過(guò)真空管被吸濾出去。每隔20min使用探針插入料斗，檢查石英漿料的硬化程度，直到澆料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，停止抽吸，吸濾時(shí)間大約為200min，得到硬化成型后的坩堝坯體。
[0080]將坩堝坯體放在25°C的環(huán)境中自然干燥，保持300min的成型時(shí)間后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣，低壓空氣的壓力為0.2MPa，使坩堝坯體與濾板脫離。
[0081]脫模芯時(shí)，使用行車(chē)和翻轉(zhuǎn)架把模具吊起，反轉(zhuǎn)180度，使模芯朝上，然后使用模芯起吊器拔模。檢查石英坩堝內(nèi)壁成型質(zhì)量，拆模具的四面邊墻，得到坩堝坯體。此時(shí)坩堝坯體除了外底面，其余各面都暴露在空氣中，靜置20h保持干燥，這樣可以提高最終制備得到的石英坩堝的強(qiáng)度。
[0082]之后將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝。燒制成型的條件是將溫度由室溫升至1150°C，保溫時(shí)間4h，保持濕度為O?5%。然后在隧道窯內(nèi)燒制成型。
[0083]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設(shè)有與所述坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內(nèi)部分別形成模腔，所述模腔通過(guò)所述濾板與所述坩堝成型區(qū)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為可拆卸式組合，所述濾板將所述模腔遮蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述濾板與所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯為一體成型，所述濾板設(shè)置在所述模蓋、所述四周邊墻或所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)部分的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述模腔為中空夾層模腔，所述模腔的一側(cè)設(shè)有用來(lái)連接外接管路的接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述各個(gè)濾板與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個(gè)濾板上分別設(shè)有分布均勻的微孔，所述各個(gè)濾板的微孔連通所述坩堝成型區(qū)和所述坩堝成型區(qū)對(duì)應(yīng)的模腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5中任一項(xiàng)所述的制備石英坩堝的模具，其特征在于，所述模具為金屬模具，所述濾板為金屬濾板、陶瓷濾板或樹(shù)脂濾板，所述金屬濾板為多層不銹鋼絲網(wǎng)濾板。
7.一種石英坩堝的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟: 組裝制備石英坩堝的模具，所述模具包括模蓋、四周邊墻和模芯，所述模蓋上設(shè)有與所述坩堝成型區(qū)相連通的澆注口，所述模蓋以及所述四周邊墻與所述模芯之間能?chē)邵釄宄尚蛥^(qū)，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的部分分別設(shè)置有濾板，所述模蓋、所述四周邊墻和所述模芯的內(nèi)部分別形成模腔，所述模腔通過(guò)所述濾板與所述坩堝成型區(qū)連通； 將石英漿料注入組裝好的所述模具，注滿(mǎn)料斗并保持一定的料位； 將形成在所述模具上的模腔接入真空系統(tǒng)，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，吸濾所述模具的模腔內(nèi)從石英漿料中濾過(guò)所述濾板的水分，直到所述料斗內(nèi)的石英漿料硬化成型，關(guān)閉真空系統(tǒng)，得到硬化成型后的坩堝坯體； 將所述坩堝坯體自然干燥后開(kāi)模，開(kāi)模時(shí)所述管路中通入低壓空氣，使所述坩堝坯體與所述濾板脫離； 脫掉所述模芯，拆除所述四周邊墻，得到所述坩堝坯體，烘干之后將所述坩堝坯體燒制成型得到所述石英坩堝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英坩堝的制備工藝，其特征在于，所述各個(gè)濾板與所述坩堝成型區(qū)相對(duì)的面形成用以成型坩堝的主成型面，所述各個(gè)濾板上分別設(shè)有分布均勻的微孔，所述各個(gè)濾板的微孔連通所述坩堝成型區(qū)和所述坩堝成型區(qū)對(duì)應(yīng)的模腔。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英坩堝的制備工藝，其特征在于，啟動(dòng)真空系統(tǒng)進(jìn)行吸濾的操作中，所述真空系統(tǒng)的真空度為-0.05MPa?-0.08MPa，所述吸濾的時(shí)間為120min?200mino
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的石英坩堝的制備工藝，其特征在于，將坩堝坯體自然干燥的操作中，所述自然干燥的溫度為20°C?25°C，時(shí)間為200min?300min ； 開(kāi)模時(shí)管路中通入低壓空氣的操作中，所述低壓空氣的壓力為0.1MPa?0.2MPa ； 將所述坩堝坯體烘干的操作中，所述烘干的時(shí)間為1h?20h ； 將坩堝坯體燒制成型得到石英坩堝的操作中，所述燒制成型的條件是將溫度由室溫升至1050°C?1150°C，保溫時(shí)間為2h?4h，保持濕度為O?5%。
【文檔編號(hào)】C04B35/14GK104128988SQ201410367196
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】高夫耀, 支攬?jiān)? 何釗煊, 張鳳 申請(qǐng)人:徐州協(xié)鑫太陽(yáng)能材料有限公司