单晶炉石墨坩埚断裂原因.doc

三瓣坩埚断裂原因，大致可分为1、设计缺陷；2加工缺陷；3原料缺陷；4使用不当；5运输装卸装拆不当；6存放环境这几类原因。1 首先是设计缺陷。因为这个原因坩埚断裂后表现一般就是在r部与上部坩埚结合部位，一般为横向断裂，且一般是两侧断口低中间高；如果是全部裂开后再拼到一起的话，可以明显发现两端拼接口不能重合。真正的原因是在使用后坩埚上部壁厚均匀部分和下部逐渐变厚部分的应力集中在这个部位，造成应力集中，最终造成三瓣坩埚断裂。2 加工缺陷。这类原因造成的坩埚断裂后表现一般是从接缝处开裂，然后蔓延开。通常是沿垂直方向裂开。这类问题发生后比较容易发现，因为实在是太明显了。造成这类问题的原因主要是接缝过渡的角度(一般是105°或者115°)在相交点部分，没有采用倒圆角缓冲，加之加工过程中刀尖部分对埚体的微观撕裂，以及使用过程中坩埚本身的应力，造成开裂。3 原料缺陷。这个原因其实是最大的原因。因为石墨坩埚本身的物理性能，主要是导热、热膨胀这两方面的原因，导致坩埚在速冷速热的情况下，容易产生应力且不容易消除；另外在石墨生产过程中，石墨的压型、浸渍、焙烧、石墨化和提纯过程时间长，不容易监测检验，虽然整体表现比较均一，但是在同一块石墨内部各个部分之间还是存在一定的差异性，这就决定了石墨从根本上会存在一定的问题。换言之，石墨坩埚断裂，只是时间长短问题。同时，各个热场生产厂家在交货时不能给予使用者一个适当的升温降温速度的建议，使用者按照自己的工艺指导进行操作，其后果，焉能不断不裂？4 使用不当。这个主要是在冷却降温拆炉这段时间。使用者在拉晶的时候又会有一个缩短升温时间和冷却时间以及拆炉时间的想法，提高生产效率无可厚非，这个可以理解。但是石墨这种材质能不能顶得住这个降温速度就要考量一下了。石墨材料在温度升高的情况下，强度方面会提高，换言之就是在温度降低的时候，强度会降低。降温过快，外壁和内壁之间的温差引起的应力，是否超过了坩埚所能承受的范围，这个就要考虑一下了。我曾亲眼见过有的厂子的辅助工，把刚拆出来的三瓣坩埚放在空调风口对着吹，还有的厂子里面辅助工拿着风扇对着炉腔里面的加热器三瓣坩埚吹，为的只是让石墨件快点降温拆炉。另外就是各个使用厂子的工艺设计不一。同样是18寸热场，有的厂子高温时间达到60多小时70多小时，有的厂子30多小时，使用炉数能一样吗？但是在交谈的时候大家只说炉数。。。。这个具有可比性吗？如果再来个二次加料。。。。。5 运输装卸装拆不当。运输装卸主要是在运输过程，这个和各个热场生产厂家的包装有关，也和物流公司有关。不过现在大部分都是选择自己送货了，这类原因在逐步减少。装拆主要是在拉晶过程，尤其是新手辅助工拆炉会偶尔有发生。6 存放环境。这个就不用多说了，大家应该都知道。