一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺

技术领域

本发明涉及碳化硅坩埚技术领域，具体为一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺。

背景技术

坩埚是实验室中使用的一种杯状器皿，用来对固体进行高温加热，一般是有特制材料制成的器皿，能承受高温，可在摄氏1000度左右高温下使用，它是熔化和精炼金属液体以及固液加热、反应的容器，是保证化学反应顺利进行的基础，由于碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数低，所以碳化硅坩埚也逐渐被提出并研制，碳化硅坩埚主要用于锻造工艺及有色金属铸造的应用中，作为塑料、陶瓷、玻璃、水泥、橡胶和药品制造所需的耐高温耐腐蚀产品及贵金属的回收与精炼、石油化学工业领域所需的耐腐蚀容器。

例如公告号CN218480913U的中国授权专利《一种大炉窑新型碳化硅坩埚》，包括坩埚主体和坩埚盖，所述坩埚盖套接在所述坩埚主体的顶部，所述坩埚盖的外侧壁一周一体成型有边沿，所述坩埚盖的顶部中间处固定连接有提手，所述坩埚盖的底部一周固定连接有支撑块，所述支撑块均匀排列，所述坩埚主体和所述坩埚盖均采用碳化硅材质制成，所述坩埚主体的外侧壁中间处固定连接有固定环，所述固定环的形状呈圆环形状。

上述现有技术虽然在坩埚主体上可以留出空隙让空气进出，同时避免液体溅出减小浪费，但是该碳化硅坩埚熔化金属时容易产生刺激性气体，导致污染工作环境，同时该碳化硅坩埚缺少防液体滴落的作用，若发生液体泄漏，容易损坏地面，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的碳化硅坩埚缺少刺激性气体过滤作用和液体防泄漏功能而容易污染工作环境的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺，包括底座，所述底座上端两侧的后侧均焊接有支撑块，所述支撑块之间设置有坩埚主体，所述坩埚主体的上端设置有坩埚盖，所述底座的上端开设有凹槽，所述坩埚主体外壁的中间位置处一体成型有环形斜向支撑块；

还包括环形阻隔块，其设置在所述坩埚主体的外部，所述环形阻隔块的两端均通过螺丝固定有转轴，且转轴的一端均与支撑块转动连接，所述环形阻隔块下端的两侧均设置有出液管，所述出液管的下端均设置有调节盒，且调节盒均与出液管相连通；

还包括净化腔，其开设在所述坩埚盖内部的上侧，所述净化腔的下方开设有隔腔，所述隔腔和净化腔的上端均开设有若干个呈矩形阵列分布的连接孔，且隔腔和净化腔通过连接孔相连通。

优选的，所述底座内部的两侧开设有传动腔，所述凹槽的内部设置有移动板，移动板的上端设置有加热装置，所述移动板的两端均贯穿凹槽并延伸至传动腔的内部，且移动板均与凹槽和传动腔滑动配合，其中一个所述传动腔的内部转动设置有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿移动板，且螺纹杆与移动板螺纹连接，其中一个所述传动腔的内部焊接有限位杆，所述限位杆贯穿移动板，且限位杆与移动板滑动配合。

优选的，所述螺纹杆的后方设置有第二伺服电机，且第二伺服电机的输出端与螺纹杆通过联轴器传动连接。

优选的，所述隔腔的下端设置有若干个呈矩形阵列分布的X形透气孔，所述X形透气孔内部的中间位置处均设置有阻隔通孔板。

优选的，所述坩埚盖的上方设置有防尘板，所述防尘板下端的四角处均设置有复位弹簧，且复位弹簧的一端均与坩埚盖相连接。

优选的，所述调节盒的内部均设置有螺纹连接有转动杆，且转动杆的一端延伸至调节盒的外部，所述转动杆位于调节盒内部的一端均粘连固定有耐热橡胶块，所述转动杆位于调节盒外部的一端均安装有旋钮，所述调节盒的下方均设置有废液盒。

优选的，所述净化腔的内部设置有两个空气净化活性炭板。

优选的，其中一个所述支撑块内部的上侧安装有第一伺服电机，且第一伺服电机的输出端与其中一个转轴通过联轴器传动连接。

优选的，所述坩埚主体两侧的上侧均一体成型有夹取套。

环保型碳化硅坩埚的制备工艺，包括如下步骤：

步骤一：取石墨35～45份，碳化硅35～45份，粘土15～20份，金属硅3～5份组成主料，取稀土化合物0.7～1.8份，釉料2～5份组成辅料，将主料与辅料进入混合机中均匀混合得到原料；

步骤二：将步骤一得到的原料放入模具中，通过挤压装置压制成型，将成型后的坩埚坯进行烧结，将烧结后的坩埚坯进行开孔、修边，得到坩埚主体，坩埚主体的外壁一体成型有夹取套和环形斜向支撑块；

步骤三：将两个支撑块与底座进行焊接固定，通过螺丝刀将转轴与环形阻隔块通过螺丝固定，将步骤二中得到的坩埚主体放入环形阻隔块中，通过环形斜向支撑块进行支撑，使坩埚主体与环形阻隔块贴合；

步骤四：将加热装置摆放至环形阻隔块的上端，启动第二伺服电机，在联轴器的传动下使螺纹杆转动，在限位杆的轴向限位作用下使移动板的转动转化为水平直线移动，使移动板带动加热装置移动至坩埚主体的正下方，

步骤五：启动第一伺服电机，在联轴器的传动下使转轴带动环形阻隔块转动，使坩埚主体转动进行朝向修正，加入熔化原料盖上坩埚盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过在坩埚盖的内部开设有净化腔，坩埚主体融化加工时产生的气体会进入坩埚盖内，通过X形透气孔和隔腔的设置可以避免液体进入净化腔，而气体进入净化腔后会被空气净化活性炭板净化过滤，从而可以避免造成工作环境的气体污染，同时X形透气孔内设置的阻隔通孔板可以进一步阻隔液体上涌，从而避免影响正常的气体过滤。

2.本发明通过在坩埚主体外壁的上侧设置有环形斜向支撑块，日常使用时通过重力作用使环形斜向支撑块卡在环形阻隔块的内部，从而当液体下流时，环形阻隔块可以对液体进行拦截，可以避免液体直接落入地面，避免损坏地面，同时为了避免液体在环形阻隔块内的凝结，可以通过转动旋钮使耐热橡胶块移动，从而使出液管与调节盒连通，从而避免液体快速排出，使用方便。

3.本发明通过在底座内部的上端开设有凹槽，底座内的两侧开设有传动腔，日常使用时通过将加热装置放置在凹槽内的移动板上，从而可以对坩埚主体进行加热，而通过启动第二伺服电机可以使移动板进行水平的直线移动，移动板的移动可以使加热装置在凹槽内移动，从而通过移动板可以使加热装置从坩埚主体的下方移出，无需在坩埚主体的下方操作，便于燃料添加或整体更换，减少风险的发生。

4.本发明通过在其中一个支撑块内部的上侧设置有第一伺服电机，通过启动第一伺服电机可以使转轴转动，转轴转动可以使环形阻隔块带动坩埚主体进行一定的角度转动，进而可以开口方向朝向使用者，方便使用者进行操作，实用性好，同时通过在环形阻隔块上方设置有夹取套，通过坩埚钳夹取坩埚时，使坩埚钳插入夹取套，增加了坩埚钳的稳定性，避免了掉落的风险发生。

附图说明

图1为本发明的内部结构正视示意图；

图2为本发明的底座内部结构俯视示意图；

图3为本发明的坩埚主体结构俯视示意图；

图4为本发明的图1中A区域局部放大图；

图5为本发明的图1中B区域局部放大图；

图6为本发明的图1中C区域局部放大图；

图7为本发明的图1中D区域局部放大图。

图中：1、底座；2、支撑块；3、坩埚主体；4、坩埚盖；5、转轴；6、第一伺服电机；7、加热装置；8、废液盒；9、环形阻隔块；10、环形斜向支撑块；11、出液管；12、调节盒；13、旋钮；14、转动杆；15、耐热橡胶块；16、螺纹杆；17、传动腔；18、第二伺服电机；19、移动板；20、限位杆；21、凹槽；22、X形透气孔；23、阻隔通孔板；24、隔腔；25、净化腔；26、空气净化活性炭板；27、连接孔；28、复位弹簧；29、防尘板；30、夹取套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种环保型碳化硅坩埚及其制备工艺，包括底座1，底座1上端两侧的后侧均焊接有支撑块2，支撑块2之间设置有坩埚主体3，坩埚主体3的上端设置有坩埚盖4，底座1的上端开设有凹槽21，坩埚主体3外壁的中间位置处一体成型有环形斜向支撑块10；

还包括环形阻隔块9，其设置在坩埚主体3的外部，环形阻隔块9的两端均通过螺丝固定有转轴5，且转轴5的一端均与支撑块2转动连接，环形阻隔块9下端的两侧均设置有出液管11，出液管11的下端均设置有调节盒12，且调节盒12均与出液管11相连通；

还包括净化腔25，其开设在坩埚盖4内部的上侧，净化腔25的下方开设有隔腔24，隔腔24和净化腔25的上端均开设有若干个呈矩形阵列分布的连接孔27，且隔腔24和净化腔25通过连接孔27相连通。

使用时，通过第一伺服电机6使转轴带动环形阻隔块9进行转动，环形阻隔块9可以使坩埚主体3的开口朝向改变，从而便于使用者进料，将熔化原料加入坩埚主体3后使坩埚主体3位置复原，同时盖上坩埚盖4，通过坩埚盖4内部的净化腔25可以对产生的刺激性气体进行净化过滤，避免污染工作环境，而隔腔24和X形透气孔22可以对液体进行阻隔，避免液体进入净化腔25的内部影响气体过滤，同时当有液体泄漏时，泄漏的液体会沿着坩埚主体3的外壁下流，通过环形阻隔块9可以对液体进行阻隔，避免滴落至地面而损坏地面，并且通过转动旋钮13可以使转动杆14带动耐热橡胶块15移动，便于液体从出液管排出，避免产生堵塞，同时通过启动第二伺服电机18可以使螺纹杆16转动，限位杆20可以使螺纹杆16受到轴向的限位，使螺纹杆16的转动转化为水平的直线移动，从而便于带动加热装置7移入坩埚主体3的下方进行加热，避免误触坩埚主体3造成人员的损伤，使用者可以将坩埚钳插入夹取套30的内部，从而可以避免移动坩埚主体3的掉落，提高稳定性。

请参阅图1和图2，底座1内部的两侧开设有传动腔17，凹槽21的内部设置有移动板19，移动板19的上端设置有加热装置7，移动板19的两端均贯穿凹槽21并延伸至传动腔17的内部，且移动板19均与凹槽21和传动腔17滑动配合，其中一个传动腔17的内部转动设置有螺纹杆16，螺纹杆16贯穿移动板19，且螺纹杆16与移动板19螺纹连接，其中一个传动腔17的内部焊接有限位杆20，限位杆20贯穿移动板19，且限位杆20与移动板19滑动配合，螺纹杆16转动时受到限位杆20的轴向限位，从而可以由转动转化为水平移动，进而可以带动加热装置7同步移动，无需人工进行移动，提高了安全性。

请参阅图2，螺纹杆16的后方设置有第二伺服电机18，且第二伺服电机18的输出端与螺纹杆16通过联轴器传动连接，第二伺服电机18的为螺纹杆16的转动提供了动力。

请参阅图5，隔腔24的下端设置有若干个呈矩形阵列分布的X形透气孔22，X形透气孔22内部的中间位置处均设置有阻隔通孔板23，X形透气孔22的X形设计可以减少液体的涌入，而阻隔通孔板23的设置可以进一步对液体进行阻隔，避免液体进入净化腔25的内部。

请参阅图1和图4，坩埚盖4的上方设置有防尘板29，防尘板29下端的四角处均设置有复位弹簧28，且复位弹簧28的一端均与坩埚盖4相连接，当不使用时，气体不会从连接孔27流动，在复位弹簧28的弹性作用下可以使防尘板29下移，与坩埚盖4上端贴合，可以对连接孔27进行堵塞，避免了不使用时灰尘的进入。

请参阅图7，调节盒12的内部均设置有螺纹连接有转动杆14，且转动杆14的一端延伸至调节盒12的外部，转动杆14位于调节盒12内部的一端均粘连固定有耐热橡胶块15，转动杆14位于调节盒12外部的一端均安装有旋钮13，调节盒12的下方均设置有废液盒8，废液盒8的设置便于快速对液体进行收集，旋钮13的设置便于使用者转动转动杆14，从而带动耐热橡胶块15进行移动。

请参阅图4，净化腔25的内部设置有两个空气净化活性炭板26，空气净化活性炭板26的设置可以对刺激性气体进行吸附净化，避免污染工作环境的空气。

请参阅图1，其中一个支撑块2内部的上侧安装有第一伺服电机6，且第一伺服电机6的输出端与其中一个转轴5通过联轴器传动连接，第一伺服电机6的设置可以为转轴5的转动提供动力。

请参阅图1和图3，坩埚主体3两侧的上侧均一体成型有夹取套30，使用坩埚钳夹取坩埚时，可以将坩埚钳插入夹取套30的内部，从而可以避免移动时的掉落，提高了稳定性。

环保型碳化硅坩埚的制备工艺，包括如下步骤：

步骤一：取石墨35～45份，碳化硅35～45份，粘土15～20份，金属硅3～5份组成主料，取稀土化合物0.7～1.8份，釉料2～5份组成辅料，将主料与辅料进入混合机中均匀混合得到原料；

步骤二：将步骤一得到的原料放入模具中，通过挤压装置压制成型，将成型后的坩埚坯进行烧结，将烧结后的坩埚坯进行开孔、修边，得到坩埚主体3，坩埚主体3的外壁一体成型有夹取套30和环形斜向支撑块10；

步骤三：将两个支撑块2与底座1进行焊接固定，通过螺丝刀将转轴5与环形阻隔块9通过螺丝固定，将步骤二中得到的坩埚主体3放入环形阻隔块9中，通过环形斜向支撑块10进行支撑，使坩埚主体3与环形阻隔块9贴合；

步骤四：将加热装置7摆放至环形阻隔块9的上端，启动第二伺服电机18，在联轴器的传动下使螺纹杆16转动，在限位杆20的轴向限位作用下使移动板19的转动转化为水平直线移动，使移动板19带动加热装置移动至坩埚主体3的正下方，

步骤五：启动第一伺服电机6，在联轴器的传动下使转轴5带动环形阻隔块9转动，使坩埚主体3转动进行朝向修正，加入熔化原料盖上坩埚盖4。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。