坩埚的制作方法根据其应用领域和材料的不同而有所差异。以下提供几种常见的坩埚制作方法:
材料混合与成型
将准备好的材料(如石英砂、黏合剂等)混合成泥状,并放入高压模具中,使用压力机压制成型。这种方法可以提高材料的致密性,减少气孔和裂隙,确保坩埚在高温下不易烧裂。
石英砂坩埚的制备
在模具内铺设至少两层石英砂,其中外层砂的粒度为500um-2000um,质量比例大于或等于90%。熔制过程中,靠近模具轴线的石英砂熔化形成透明层,部分外层砂和中间层的石英砂熔化形成气泡层。气泡层中熔化后的外层砂厚度需小于或等于预设厚度,坩埚外壁由熔化的外层砂远离透明层形成,具有较大的粗糙度。
粘土坩埚的制作
首先使用黏土球和骨粉合成瓷土,然后使用七个瓷土合成未烧制的坩埚,最后通过熔炉将未烧制的坩埚烧制成成品。
凝胶预混液坩埚
制备凝胶预混液,添加氮化硅粉、烧结助剂和分散剂得到凝胶浆料。将引发剂和催化剂加入凝胶浆料中,混合均匀后注入模具并进行干燥处理得到素坯。将素坯在排胶炉中排胶后,进行无压烧结处理,适用于制备连续拉晶的氮化硅坩埚。
复合型坩埚
通过碱性条件处理高纯石英砂,得到羟基化石英砂,再与硅醇溶液反应形成缩合石英砂。加入高纯石墨粉和高纯碳粉,进行部分取代形成Si-C键,提高石英砂的耐温性和抗外力强度。最后,以高纯硅粉为基底,引入高纯氮化硅,制备复合型主体混合物,并设置内涂层材料以提高抗腐蚀性和杂质清除能力。
这些方法各有特点,适用于不同的应用场景和需求。在选择制作方法时,需要考虑坩埚的使用环境、材料性能和所需的物理特性。