一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构的制作方法

1.本实用新型涉及多晶硅生产设备技术领域，尤其涉及一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构。


背景技术：

2.多晶硅是太阳能光伏电池板和可控硅元件的生产所需的必要原材料，最普遍且最让人们熟知的生产多晶硅的方法就是改良西门子法，其原理就是用高纯氢还原高纯三氯氢硅，但此反应需要在1100℃左右的高纯硅芯上进行。硅芯是在改良西门子法多晶硅生产中作为还原炉中进行还原反应沉积多晶硅的热载体，在还原反应结束后，硅沉积在硅芯周围，硅芯连同硅通过破碎一起作为多晶硅原料使用。改良西门子法生产工艺的核心设备为多晶硅还原炉，该设备的运行稳定性是影响多晶硅生产质量的关键因素。石墨夹头是还原炉生产多晶硅的核心材料，关系到还原炉生产稳定性，决定还原炉多晶硅的产能和质量。石墨夹头是多晶硅还原炉中用于安装硅芯、导电的设备。
3.现有的石墨夹头的外表面光滑，在硅芯表面沉积硅时，夹头锥度部分顶端表面也在沉积硅，将夹头锥度部分包裹，并与硅芯直径同步变大，硅芯长粗后，承重偏心容易发生硅棒倒炉，硅棒倒炉易造成产品污染，人员安全风险大等缺陷。而且，在硅棒冷却过程中，由于石墨夹头和包裹在石墨夹头上的多晶硅冷却速度不同，存在炸裂剥落等缺陷，


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构，主要目的在于改善石墨夹头与多晶硅的结合，防止硅棒倒炉，避免硅棒炸裂剥落。
5.为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
6.本实用新型的实施例提供一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构，包括:夹头上部、夹头中部和夹头下部；
7.所述夹头上部为圆台结构；所述夹头上部具有硅芯插孔；所述硅芯插孔的上端直径较下端直径大；
8.所述夹头中部为圆柱结构；
9.所述夹头下部为圆柱结构；
10.所述夹头下部具有电极插孔；所述电极插孔的下端直径较上端直径大；
11.所述硅芯插孔与所述电极插孔之间通过连接通道连通；所述连接通道穿过所述夹头中部，位于所述夹头中部的中心；
12.所述连接通道的一侧具有气孔；所述气孔连通所述连接通道与所述夹头中部的外壁；
13.所述硅芯插孔的下端直径较所述连接通道的直径大；所述硅芯插孔的下端直径较所述电极插孔的上端直径小；
14.所述硅芯插孔、所述连接通道和所述电极插孔位于同一中心线上；
15.所述夹头上部的外壁上设置有凹凸防滑结构一。
16.进一步地，所述夹头中部的外壁上设置有凹凸防滑结构二。
17.进一步地，所述凹凸防滑结构一与所述凹凸防滑结构二结构相同。
18.进一步地，所述凹凸防滑结构二位于所述气孔的上方。
19.进一步地，所述凹凸防滑结构一为凹凸颗粒结构。
20.可替代地，所述凹凸防滑结构一为多个平行设置的槽结构。
21.可替代地，所述凹凸防滑结构一为螺纹结构；
22.所述凹凸防滑结构一与所述凹凸防滑结构二一体加工而成。
23.进一步地，所述夹头上部、所述夹头中部和所述夹头下部为一体结构。
24.进一步地，所述夹头上部、所述夹头中部和所述夹头下部为高纯等静压石墨材料制成。
25.进一步地，所述硅芯插孔为台阶孔。
26.借由上述技术方案，本实用新型多晶硅还原炉用石墨夹头结构至少具有下列优点：
27.能够改善石墨夹头与多晶硅的结合，防止硅棒倒炉，避免硅棒炸裂剥落。
28.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构的示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构与硅芯结合的示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构与硅芯结合生长硅棒的示意图。
32.图中所示：
33.1为夹头上部，2为夹头中部，3为夹头下部，4为硅芯插孔，5为连接通道，6为电极插孔，7为气孔，8为凹凸防滑结构一，9为凹凸防滑结构二，10为硅芯，11为硅棒，12为电极。
具体实施方式
34.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
35.如图1至图3所示，本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构，包括:夹头上部1、夹头中部2和夹头下部3；夹头上部1为圆台结构；夹头上部1具有硅芯插孔4；硅芯插孔4的上端直径较下端直径大；本实施例优选，硅芯插孔4为台阶孔，以插装硅芯10，使硅芯10不容易倾倒。夹头中部2为圆柱结构；夹头下部3为圆柱结构；本实施例优选，夹头上部1、夹头中部2和夹头下部3为一体结构，结构可靠，利于成型。进一步优选，夹头
上部1、夹头中部2和夹头下部3为高纯等静压石墨材料制成。
36.夹头下部3具有电极插孔6，用于与电极12匹配，插入电极12。电极插孔6的下端直径较上端直径大；电极插孔6为圆台孔。硅芯插孔4与电极插孔6之间通过连接通道5连通；连接通道5穿过夹头中部2，位于夹头中部2的中心；连接通道5的一侧具有气孔7；气孔7连通连接通道5与夹头中部2的外壁，用于排气。硅芯插孔4的下端直径较连接通道5的直径大；硅芯插孔4的下端直径较电极插孔6的上端直径小；硅芯插孔4、连接通道5和电极插孔6位于同一中心线上；夹头上部1的外壁上设置有凹凸防滑结构一8，能够增加硅棒11与夹头的接触面积，且可以使成长的硅棒11与夹头相互嵌合，结合牢固，有效防止硅棒11倾倒。
37.作为上述实施例的优选，夹头中部2的外壁上设置有凹凸防滑结构二9，能够增加硅棒11与夹头的接触面积，且可以使成长的硅棒11与夹头相互嵌合，结合牢固，有效防止硅棒11倾倒。进一步优选，凹凸防滑结构一8与凹凸防滑结构二9结构相同，以方便加工。进一步优选，凹凸防滑结构二9位于气孔7的上方。
38.作为上述实施例的优选，凹凸防滑结构一8为凹凸颗粒结构，以利于与硅棒11结合，防止倾倒。
39.可替代地，凹凸防滑结构一8为多个平行设置的槽结构，以利于与硅棒11结合，防止硅棒11倾倒。
40.可替代地，凹凸防滑结构一8为螺纹结构；优选为螺旋槽结构。凹凸防滑结构一8与凹凸防滑结构二9一体加工而成，便于加工，加工成本低，与硅棒11的结合效果好，改善石墨夹头与多久硅之间的导电效果。
41.本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构，能够改善石墨夹头与多晶硅的结合，防止硅棒11倒炉，避免硅棒11炸裂剥落，并且能够改善石墨夹头与多晶硅之间的导电效果，提升生产效率。
42.在石墨夹头上具有凹凸防滑结构一8，使石墨夹头表面更粗糙，沉积面积更大。使多晶硅首先沉积在石墨夹头外表面，逐步长大变粗并包裹，和石墨夹头结合更牢固，沉积在夹头表面的硅与石墨夹头的接触面积更多，不容易在温差冷却时炸裂，避免引起倒炉现象，提升生产的安全性和稳定性。同时也避免了在硅棒11生长时，由于承重偏心发生硅棒11倒炉的现象。
43.本实用新型的一个实施例提出的一种多晶硅还原炉用石墨夹头结构，结构简单，便于加工，生产成本低，也方便通过对现有石墨夹头进行加工形成。
44.进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。
45.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体
情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
47.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。