一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺
技术领域
本发明涉及碳碳坩埚制备工艺技术领域，特别是涉及一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺。
背景技术
预制体是制作碳碳复合材料坯体，直接影响碳碳产品使用寿命。现在碳碳复合材料广泛应用于光伏行业中单晶硅拉制环节，随着光伏平价上网的需求，各环节成本需进一步降低。现有的坩埚预制体的编制方式为在工装上先铺设一层平纹布，切断后铺设网胎，针刺后再铺设一层斜纹布，再切断铺设网胎，依次反复铺设、针刺。这种编织工艺会在每层炭布的首尾处出现接茬现象，导致碳碳坩埚在拉制单晶硅时受到外力挤压后因接茬处强度低而破坏，缩短了产品的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺，大大提高坩埚的强度，从而提高坩埚的使用寿命，同时降低原料成本和加工成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺，步骤如下：
S1、根据预制体设计尺寸、密度要求计算总缠绕层数，从而计算出所需无纬布、网胎、纤维长丝总长度，进行连续式缠绕；
S2、在工装上先铺一层平纹布，之后铺一层网胎，然后在横向、纵向均用纤维长丝均匀缠绕，再针刺，如此反复至预制体制作完成，其核心为横向、纵向长丝同时均匀缠绕。
优选的，步骤S2中，预制体的设置方式为自下而上依次设有平纹布、网胎、缠绕层和网胎，缠绕层为横向、纵向纤维长丝缠绕结构。
优选的，步骤S2中，针刺密度为18针/cm3。
因此，本发明采用上述一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺，大大提高坩埚的强度，从而提高坩埚的使用寿命，同时降低原料成本和加工成本。本发明的创新点在于纤维长丝在横向、纵向连续、均匀、同步缠绕，改变原来用斜纹布作为主要强度结构的方式，最终有效提高碳碳产品使用寿命。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步的说明。
一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺，步骤如下：
S1、根据预制体设计尺寸、密度要求计算总缠绕层数，从而计算出所需无纬布、网胎、纤维长丝总长度，进行连续式缠绕；
S2、在工装上先铺一层平纹布，之后铺一层网胎，然后在横向、纵向均用纤维长丝均匀缠绕，再针刺，如此反复至预制体制作完成，其核心为横向、纵向长丝同时均匀缠绕。其中，针刺密度为较传统工艺降低50％，由35针/cm3降低至18针/cm3。
步骤S2中，预制体的设置方式为自下而上依次设有平纹布、网胎、缠绕层和网胎，缠绕层为横向、纵向纤维长丝缠绕结构。
本发明使用连续长丝代替斜纹布，保证预制体长丝连续且含量高，长丝强度比网胎、碳布大，是预制体强度的主要来源，降低针刺密度是防止针刺破坏长丝连续结构。根据此种方法进行编织，使得坩埚在拉制单晶时由原来的50-60炉可以提高到80炉左右，提高了坩埚的使用寿命。
因此，本发明采用上述一种单晶硅炉用碳碳坩埚预制体编织工艺，大大提高坩埚的强度，从而提高坩埚的使用寿命，同时降低原料成本和加工成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
