JP2003073112A - Crucible for forming inorganic particles - Google Patents
Crucible for forming inorganic particlesInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温において反応性の高い粒状シリコンを製
造する場合であっても、その過酷な条件下において形状
を安定して維持することができる耐熱性と耐腐食性(耐
磨耗性)を兼ね備えた低コストで製造可能な坩堝を供給
することを目的とする。
【解決手段】 一方端に小径部を有する筒状の坩堝本体
を設け、この坩堝本体とは別体に無機物の融液の排出孔
を有するノズル部を設け、このノズル部を炭化珪素、酸
化アルミニウム、立方晶窒化ホウ素、およびダイヤモン
ドのうちのいずれかで形成して坩堝本体の小径部の内側
に配設する。
(57) [Summary] [Problem] Even in the case of manufacturing granular silicon having high reactivity at high temperatures, heat resistance and corrosion resistance (stability resistance) capable of stably maintaining its shape under severe conditions It is an object of the present invention to provide a low-cost crucible having abrasion resistance. SOLUTION: A cylindrical crucible body having a small-diameter portion at one end is provided, and a nozzle portion having a discharge hole of an inorganic melt is provided separately from the crucible body, and the nozzle portion is made of silicon carbide, aluminum oxide. , Cubic boron nitride, or diamond and disposed inside the small diameter portion of the crucible body.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は無機物粒子形成用坩
堝に関し、特に光電変換装置に用いられるシリコン粒子
の作製などに用いる無機物粒子形成用坩堝に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a crucible for forming inorganic particles, and more particularly to a crucible for forming inorganic particles used for producing silicon particles used in a photoelectric conversion device.
【0002】[0002]
【従来の技術】次世代のエネルギー供給を賄う太陽電池
の開発では、性能面での効率、資源の有限性、あるいは
製造コストなどといった市場ニーズを捉えて開発がされ
ている。その有望な太陽電池の一つとして、球状シリコ
ンを用いた光電変換素子の開発が活発になされている。2. Description of the Related Art In the development of solar cells for supplying the next-generation energy supply, market needs such as efficiency in performance, limited resources, or manufacturing cost are taken into consideration. As one of the promising solar cells, a photoelectric conversion element using spherical silicon has been actively developed.
【0003】現在、粒状シリコンを作製するための原料
は、単結晶シリコン材料を粉砕した結果として発生する
シリコンの微少粒子や流動床法によって気相合成された
高純度シリコンを用いている。それら原料の分別を行っ
た後に、赤外線や高周波コイルを用いて原料を容器内で
再度溶融し、その後に自由落下させることで球状化させ
るという方法をとる(例えばWO99/22048号公
報、USP4188177号公報等を参照)。At present, as raw materials for producing granular silicon, fine particles of silicon generated as a result of crushing a single crystal silicon material or high-purity silicon vapor-phase-synthesized by a fluidized bed method are used. After separating the raw materials, the raw material is melted again in the container by using an infrared ray or a high frequency coil, and then free-falled to be spheroidized (for example, WO99 / 22048, USP4188177). Etc.).
【0004】しかしながら、これらの方法では原料の重
量の均一化や不純物量の制御といった点から問題があっ
た。However, these methods have problems in that the weight of the raw material is made uniform and the amount of impurities is controlled.
【0005】この問題を解決する方法として、一定の純
度となるように調合したシリコンを坩堝の中で一旦溶融
し、それを排出させると同時に粒子化する方法が取られ
ている(USP6074476号公報参照)。このとき
用いられる坩堝としては、耐熱性と強度が要求されるこ
とから、一般には石英やグラファイトが用いられてい
る。As a method for solving this problem, a method has been adopted in which silicon prepared so as to have a certain purity is once melted in a crucible, and is discharged at the same time as particles (see US Pat. No. 6,074,476). ). As the crucible used at this time, quartz and graphite are generally used because heat resistance and strength are required.
【0006】その応用として、例えば特開平8−183
694号公報では、坩堝を構成しているグラファイトの
粒子径を小さくすることと、表面粗さを小さくして焼結
している。このことで、より緻密な焼結体となり、反応
を抑制している。また、溶融引き上げ用の石英坩堝は、
その強度を確保するために、外側をグラファイトで補強
してその形状を保つようにしている。As its application, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-183
According to Japanese Patent No. 694, the graphite forming the crucible is made small in particle diameter and the surface roughness is made small, and the graphite is sintered. As a result, a denser sintered body is obtained and the reaction is suppressed. In addition, the quartz crucible for melting and pulling,
In order to secure its strength, the outside is reinforced with graphite to keep its shape.
【0007】一方、特開平8−150467号公報や特
開平9−52759号公報などに開示されているよう
に、構造材料の耐食性と強度を上げるために、構造材料
に炭化物や酸化物の粒子を加えてコンポジット化する試
みもなされてきた。On the other hand, as disclosed in JP-A-8-150467 and JP-A-9-52759, in order to improve the corrosion resistance and strength of the structural material, carbide or oxide particles are added to the structural material. In addition, attempts have been made to create composites.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の材料においても、グラファイトをシリコン粒子が溶融
するような高温で用いた場合、どうしてもシリコンと反
応してしまう。また、石英を用いたとしても、溶融温度
で融液を安定して排出できる形状を維持することは困難
である。However, in any of the materials, when graphite is used at a high temperature such that silicon particles melt, it will inevitably react with silicon. Even if quartz is used, it is difficult to maintain a shape capable of stably discharging the melt at the melting temperature.
【0009】すなわち、シリコン粒子を形成するために
坩堝に開けてある孔のうちのシリコン融液と接する部分
では、その表面においてシリコンとの反応が起こると、
坩堝の構成材料の粒子間の結合が弱くなり、その結果、
弱くなった部分から坩堝の構成材料の粒子の腐食(Er
osin)が発生する。特に、生産性を向上させるため
に、高速でシリコン粒子を製造する場合、その融液の噴
出部分において発生する高い動摩擦によって、腐食がよ
り進むことになり、安定した粒子形状が得られない。That is, in a portion of the hole formed in the crucible for forming silicon particles, which is in contact with the silicon melt, when a reaction with silicon occurs on the surface,
The bond between the particles of the crucible constituent material is weakened, and as a result,
From the weakened part to the corrosion of particles of the crucible constituent material (Er
osin) occurs. In particular, in the case of producing silicon particles at a high speed in order to improve productivity, high dynamic friction generated at the melt spouting portion causes further corrosion, and a stable particle shape cannot be obtained.
【0010】また、単結晶の引き上げなどの工程で用い
られている坩堝では、石英はシリコンの溶融温度で軟化
するため、その形状を維持するために、外部をグラファ
イトで補強して形状を保持している。したがって、溶融
シリコンを坩堝の下から排出しようとした場合、坩堝に
開けた穴は自らの変形により孔形状が変形を起こすこと
は自明であり、やはりシリコンの噴霧を安定して行なう
ことは困難である。Further, in a crucible used in steps such as pulling a single crystal, quartz softens at the melting temperature of silicon, so in order to maintain its shape, the outside is reinforced with graphite to maintain the shape. ing. Therefore, when attempting to discharge molten silicon from under the crucible, it is obvious that the hole formed in the crucible will deform due to its own deformation, and it is difficult to stably spray silicon. is there.
【0011】また、上記のような坩堝は高温状態で使用
されるため、それぞれの材料を単独に用いて形成する場
合、その成形方法、焼結方法において鋳込み成形やホッ
トプレスなどといった極めて複雑でコストのかかる方法
となってしまうために実用的でない。Further, since the crucible as described above is used in a high temperature state, when it is formed by using each material alone, the molding method and the sintering method are extremely complicated and costly such as cast molding and hot pressing. It is not practical because it becomes a costly method.
【0012】そこで、本発明では、高温において反応性
の高いシリコンを用いる球状シリコンの製造を行なう場
合であっても、その過酷な条件下において形状を安定し
て維持することができる耐熱性と耐腐食性(耐磨耗性)
を兼ね備えた低コストで製造可能な坩堝を提供すること
を目的とする。Therefore, according to the present invention, even when spherical silicon is manufactured using silicon having high reactivity at high temperatures, the shape and heat resistance can be stably maintained under severe conditions. Corrosion (wear resistance)
It is an object of the present invention to provide a crucible that can be manufactured at low cost and that has both of the following.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る無機物粒子形成用坩堝では、シリコ
ンを主成分とする無機物の融液を排出して粒状にするノ
ズル部を備えた無機物粒子形成用坩堝において、前記ノ
ズル部が炭化珪素、酸化アルミニウム、立方晶窒化ホウ
素、およびダイヤモンドのうちのいずれかからなること
を特徴とする。In order to achieve the above object, a crucible for forming inorganic particles according to claim 1 is provided with a nozzle portion for discharging a melt of an inorganic material containing silicon as a main component to make it into particles. In the crucible for forming inorganic particles, the nozzle portion is made of any one of silicon carbide, aluminum oxide, cubic boron nitride, and diamond.
【0014】上記無機物粒子形成用坩堝では、前記ノズ
ル部が、真比重3.0g/cc以上の炭化珪素、3.3
0g/cc以上の酸化アルミニウム、3.15g/cc
以上の立方晶窒化ホウ素、3.35g/cc以上のダイ
ヤモンドのうちのいずれかからなることが望ましい。In the above crucible for forming inorganic particles, the nozzle portion is made of silicon carbide having a true specific gravity of 3.0 g / cc or more and 3.3.
Aluminum oxide of 0 g / cc or more, 3.15 g / cc
It is desirable to be made of any one of the above cubic boron nitride and diamond with a weight of 3.35 g / cc or more.
【0015】また、上記無機物粒子形成用坩堝では、前
記ノズル部が、単結晶炭化珪素、単結晶酸化アルミニウ
ム、単結晶立方晶窒化ホウ素、単結晶ダイヤモンドのう
ちのいずれかからなることが望ましい。Further, in the above crucible for forming inorganic particles, it is preferable that the nozzle portion is made of any one of single crystal silicon carbide, single crystal aluminum oxide, single crystal cubic boron nitride and single crystal diamond.
【0016】また、上記無機物粒子形成用坩堝では、前
記ノズル部以外の領域が、グラファイト焼結体、酸化ア
ルミニウム焼結体、炭化珪素焼結体のうちのいずれかか
らなることが望ましい。Further, in the above crucible for forming inorganic particles, the region other than the nozzle portion is preferably made of any one of a graphite sintered body, an aluminum oxide sintered body and a silicon carbide sintered body.
【0017】また、請求項6に係る無機物粒子形成用坩
堝では、一方端に小径部を有する筒状の坩堝本体を設
け、この坩堝本体とは別体に無機物の融液の排出孔を有
するノズル部を設け、このノズル部を前記坩堝本体の小
径部の内側に配設した。Further, in the crucible for forming inorganic particles according to claim 6, a cylindrical crucible body having a small diameter portion is provided at one end, and a nozzle having a discharge hole for the melt of the inorganic substance is provided separately from the crucible body. And a nozzle portion is provided inside the small diameter portion of the crucible body.
【0018】[0018]
【作用】粒状シリコン形成用坩堝の腐食に関して、実験
を鋭意重ねた結果、その発生するメカニズムを次のよう
に考えるに至った。[Function] As a result of intensive experiments conducted on the corrosion of the crucible for forming granular silicon, the mechanism of its occurrence has been considered as follows.
【0019】すなわち、反応により生成した化合物と
既存の粒子との境界において強度劣化がおこる。粒子
間の結合強度がもともと弱く、溶融シリコンとの動摩擦
で粒子の結合が切断される。以上ののいずれか或
いはその複合現象が起こり、腐食が進行する。That is, strength deterioration occurs at the boundary between the compound produced by the reaction and the existing particles. The bond strength between particles is originally weak, and the bond between particles is broken by dynamic friction with molten silicon. Any one of the above or a complex phenomenon thereof occurs and corrosion progresses.
【0020】本発明では、シリコンとの化合物が形成さ
れにくい材料を選択することによってメカニズムの抑
制を図ったものである。また、坩堝を構成する材料の粒
子間の接合強度をあげるために、単結晶あるいは単結晶
に準じた緻密度を持つまで焼結させた材料を用いること
によってメカニズムの粒子間の結合強度の問題解決を
図ったものである。In the present invention, the mechanism is suppressed by selecting a material that does not easily form a compound with silicon. Also, in order to increase the bonding strength between particles of the material that constitutes the crucible, the use of a single crystal or a material that has been sintered to a density similar to that of a single crystal solves the problem of the bond strength between particles in the mechanism. Is intended.
【0021】従って、本発明では以上の2つの対策を施
すことにより、に示す腐食反応の進行が食い止められ
る。とりわけシリコン融液との接触が最も頻繁である坩
堝のノズル部において、シリコンとの反応を起こさない
材料を選択することにより、目的とする坩堝の機能を得
ることができる。Therefore, in the present invention, by taking the above two measures, the progress of the corrosion reaction shown in (3) can be stopped. In particular, in the nozzle portion of the crucible that is most frequently contacted with the silicon melt, the desired function of the crucible can be obtained by selecting a material that does not react with silicon.
【0022】これにより、坩堝の寿命を長くするととも
に、製造コストを抑えることが可能となる。As a result, the life of the crucible can be extended and the manufacturing cost can be suppressed.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明に係る無機物粒子形成
用坩堝の一実施形態を示す図であり、1は坩堝、2はノ
ズル部である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view showing an embodiment of a crucible for forming inorganic particles according to the present invention, in which 1 is a crucible and 2 is a nozzle portion.
【0024】坩堝1は、例えばシリコンとの反応を抑え
るための内壁部材1と強度を確保するための外壁部材2
とから構成される。この内壁部材1と外壁部材2は、鋳
込み成形やホットプレスなどで緻密化された焼結体で構
成されている。シリコンとの反応を抑えるには、酸化ア
ルミニウム、炭化珪素、グラファイトなどが適するが、
加工のしやすさの点ではホットプレスで焼結したグラフ
ァイトなどが適する。グラファイトで形成する場合、加
工した後にその純度を上げるために、酸による洗浄を行
なった後、水洗と乾燥を行なって使用する。内壁部材1
の外側と内壁部材2の内側にネジ6を設けて組み立て
る。The crucible 1 has an inner wall member 1 for suppressing reaction with, for example, silicon and an outer wall member 2 for ensuring strength.
Composed of and. The inner wall member 1 and the outer wall member 2 are made of a sintered compact densified by casting or hot pressing. Aluminum oxide, silicon carbide, graphite, etc. are suitable for suppressing the reaction with silicon,
From the viewpoint of ease of processing, graphite etc. sintered by hot pressing are suitable. In the case of forming with graphite, in order to raise its purity after processing, it is used after being washed with acid, then washed with water and dried. Inner wall member 1
Screws 6 are provided on the outer side of the inner wall member 2 and the inner wall member 2 for assembly.
【0025】また、坩堝1の先端側にはノズル2が設け
られている。つまり、一方端に小径部を有する筒状の坩
堝本体1とは別体に無機物の融液の排出孔2aを有する
ノズル部2を設け、このノズル部2を坩堝本体1の先端
小径部の内側に配設したものである。このノズル2は、
炭化珪素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、立方晶窒
化ボロンなどからなる。この各材料は単結晶を加工した
ものか、焼結条件によりその緻密度を設定して形成され
る。A nozzle 2 is provided on the tip side of the crucible 1. That is, the nozzle portion 2 having the discharge hole 2a for the melt of the inorganic substance is provided separately from the cylindrical crucible body 1 having the small diameter portion at one end, and the nozzle portion 2 is provided inside the tip small diameter portion of the crucible body 1. It is arranged in. This nozzle 2
It is made of silicon carbide, diamond, aluminum oxide, cubic boron nitride, or the like. Each of these materials is formed by processing a single crystal or is formed by setting its density according to sintering conditions.
【0026】このノズル部2はノズル孔径の摩耗を防止
して安定した無機物粒子を形成するために、真比重3.
0g/cc以上の炭化珪素、3.30g/cc以上の酸
化アルミニウム、3.15g/cc以上の立方晶窒化ホ
ウ素、3.35g/cc以上のダイヤモンドのうちのい
ずれかからなることが望ましい。また、このノズル部2
が、単結晶炭化珪素、単結晶酸化アルミニウム(サファ
イヤ)、単結晶立方晶窒化ホウ素、単結晶ダイヤモンド
のうちのいずれかから形成されると、さらにノズル孔径
の摩耗を防止して安定した無機物粒子を形成することが
できる。The nozzle portion 2 has a true specific gravity of 3. to prevent abrasion of the nozzle hole diameter and form stable inorganic particles.
Desirably, it is made of any one of 0 g / cc or more of silicon carbide, 3.30 g / cc or more of aluminum oxide, 3.15 g / cc or more of cubic boron nitride, and 3.35 g / cc or more of diamond. In addition, this nozzle unit 2
Is formed from any one of single crystal silicon carbide, single crystal aluminum oxide (sapphire), single crystal cubic boron nitride, and single crystal diamond, it further prevents wear of the nozzle hole diameter and stabilizes the inorganic particles. Can be formed.
【0027】このノズル2には、シリコンを排出して粒
状にする孔2aが設けられている。この孔2aは複数設
けてもよい。孔2aの加工は、機械加工あるいはレーザ
ー加工により、同じ孔径に仕上げを行なう。なお孔の加
工径に対するノズル部の厚みも一定となるように厚みに
揃えて加工する。The nozzle 2 is provided with holes 2a for discharging silicon into particles. A plurality of holes 2a may be provided. The holes 2a are machined or laser-machined so that the holes have the same diameter. The thickness of the nozzle is adjusted so that the thickness of the nozzle is constant with respect to the diameter of the hole.
【0028】上述のように坩堝本体1とノズル部2とを
別部材で形成して、それを組立てることができる構造と
することで、ノズル部2のみを差し替えることが可能と
なり、高価な坩堝本体1は繰り返して使用することがで
きる。As described above, by forming the crucible body 1 and the nozzle portion 2 by separate members and assembling them, it is possible to replace only the nozzle portion 2 and the expensive crucible body. 1 can be used repeatedly.
【0029】このような坩堝1にシリコン原料を投入し
て、誘導加熱または抵抗加熱ヒータ(不図示)で全体を
溶融させる。溶解したシリコン融液の上部をアルゴンガ
スなどで加圧してノズル部2の孔2aから押し出すこと
により噴霧させる。霧状に噴出したシリコン融液は、自
由落下させると、落下中に凝固して直径1mm以下の単
結晶シリコンまたは多結晶シリコンとなって容器に収容
される。A silicon raw material is put into such a crucible 1 and the whole is melted by an induction heating or a resistance heating heater (not shown). The upper portion of the melted silicon melt is pressurized with argon gas or the like and extruded from the hole 2a of the nozzle portion 2 to be sprayed. When the silicon melt ejected in a mist state is allowed to fall freely, it is solidified during the fall and becomes single crystal silicon or polycrystalline silicon having a diameter of 1 mm or less, and is accommodated in a container.
【0030】このようなシリコン粒子は、太陽電池を形
成するために使用される。したがって、溶解させるシリ
コンには、所望の半導体用不純物を含有させておくのが
望ましい。Such silicon particles are used to form solar cells. Therefore, it is desirable that the silicon to be dissolved contains a desired semiconductor impurity.
【0031】また、本発明ではシリコン粒子を形成する
場合に限らず、他の各種半導体粒子を形成する場合や金
属粒子などを形成する場合にも好適に用いられる。Further, the present invention is not limited to the case of forming silicon particles, but can be suitably used in the case of forming other various semiconductor particles and the case of forming metal particles.
【0032】[0032]
【実施例】上述のように組み立てた坩堝を、不活性雰囲
気に維持可能な炉の中にセットして、全体の温度を設定
する。この坩堝へ同じく不活性雰囲気に保たれた経路を
通じて原料を供給し完全に溶融させた。この試験ではシ
リコン原料の溶融と粒子作製を行ない、その実施回数に
対応するノズル孔径の変化割合として計測した。具体的
な耐久性試験は次のように行った。EXAMPLE The crucible assembled as described above is set in a furnace capable of maintaining an inert atmosphere, and the entire temperature is set. The raw material was supplied to the crucible through a route also kept in an inert atmosphere and completely melted. In this test, the silicon raw material was melted and particles were prepared, and the change rate of the nozzle hole diameter corresponding to the number of times of execution was measured. A specific durability test was conducted as follows.
【0033】不活性雰囲気中で1450℃の温度に維持
した状態の坩堝へシリコン原料を18g充填して溶解し
た。十分に溶解した状態の原料に一定のガス圧力をかけ
て、ノズル孔より一気に全量噴霧して排出を行った。こ
の溶解〜排出の作業を繰り返し行ない、その繰り返し回
数が3回目、10回目、20回目の各回においてノズル
を取り出してその孔径を測定し、初期孔径からの変化を
調べ、その比率を求めた。なお、それぞれ同じ方法で作
製した材料の特性を調べるために試験片を作製して各材
料の弾性率と曲げ強度を測定した。その結果を表1に示
す。18 g of a silicon raw material was charged and melted in a crucible maintained at a temperature of 1450 ° C. in an inert atmosphere. A constant gas pressure was applied to the raw material in a sufficiently dissolved state, and the entire amount was sprayed at once from the nozzle hole and discharged. This melting-discharging operation was repeated, and at each of the third, tenth, and twentieth repetitions, the nozzle was taken out and the hole diameter was measured, the change from the initial hole diameter was examined, and the ratio was determined. In addition, in order to investigate the characteristics of the materials manufactured by the same method, test pieces were manufactured and the elastic modulus and bending strength of each material were measured. The results are shown in Table 1.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】実施例1よりノズル部の材料がSiCの場
合、その密度が3.0g/cc以上で繰り返して使用が
可能なのに比べ、比較例1に示したように焼結グラファ
イト、hBN焼結体においては、ノズル孔径は噴霧回数
が増すに従って著しく大きく変化してしまった。このた
め一定の条件で噴霧し続けることができなくなり、実用
に耐えるノズル部ではなかった。According to the first embodiment, when the material of the nozzle portion is SiC, the density thereof is 3.0 g / cc or more, and it can be repeatedly used. On the other hand, as shown in the first comparative example, the sintered graphite and the hBN sintered body can be used. In No. 2, the nozzle hole diameter changed significantly significantly as the number of sprays increased. For this reason, it was not possible to continue spraying under constant conditions, and the nozzle portion was not practical.
【0036】また、実施例1に示すように3.0g/c
c未満の密度では、ノズル孔径の変化が著しく、やはり
使用に耐えうるものではなかった。Further, as shown in Example 1, 3.0 g / c
When the density was less than c, the nozzle hole diameter was significantly changed, and it was still unusable.
【0037】一方、実施例2〜4に示したようにノズル
部にダイヤモンド、酸化アルミニウム(Al2O3)、c
BNの緻密焼結体や単結晶などを用いた場合、孔径の変
化は見られず良好であった。それに対し、比較例1に示
す焼結グラファイトやhBN焼結体、また其々の実施例
に示すように緻密度が低下した場合にはノズル孔径は変
化し、一定の量で噴霧し続けるという使用に耐えるもの
ではなかった。On the other hand, as shown in Examples 2 to 4, diamond, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), c
When using a dense sintered body of BN, a single crystal, or the like, no change in the pore diameter was observed, which was good. On the other hand, the sintered graphite and the hBN sintered body shown in Comparative Example 1 and the use in which the nozzle hole diameter is changed and the spraying is continued in a constant amount when the compactness is lowered as shown in each Example Was not something that could withstand.
【0038】また、弾性率としては、SiCでは3.2
×105MPa以上望ましくは3.4×105MPa以
上、ダイヤモンドでは9.3×105MPa以上望まし
くは9.8×105MPa以上、Al2O3では2.8×
105MPa以上望ましくは3.0×105MPa、cB
Nでは6.5×105MPa以上望ましくは8.5×1
0 5MPa以上であることが適する。The elastic modulus of SiC is 3.2.
× 10FiveMPa or more, preferably 3.4 × 10FiveMPa or higher
Above, 9.3 × 10 for diamondsFiveMore than MPa is desired
Kuha 9.8 × 10FiveMPa or higher, Al2O3Then 2.8x
10FiveMPa or more, preferably 3.0 × 10FiveMPa, cB
6.5 × 10 for NFiveMPa or more, preferably 8.5 × 1
0 FiveIt is suitable that it is MPa or more.
【0039】さらに、曲げ強度としては、SiCでは5
50MPa以上望ましくは600MPa以上、ダイヤモ
ンドでは1000MPa以上望ましくは1100MPa
以上、Al2O3では300MPa以上望ましくは340
MPa、cBNでは850MPa以上望ましくは970
MPa以上であることが適する。Further, the bending strength of SiC is 5
50 MPa or more, preferably 600 MPa or more, and diamond, 1000 MPa or more, preferably 1100 MPa
As described above, 300 MPa or more for Al 2 O 3 and desirably 340
850 MPa or more for MPa and cBN, preferably 970
It is suitable that it is MPa or more.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上のように、請求項1に係る無機物粒
子形成用坩堝では、無機物の融液を排出して粒状にする
ノズル部を備えた無機物粒子形成用坩堝において、前記
ノズル部が炭化珪素、酸化アルミニウム、立方晶窒化ホ
ウ素、およびダイヤモンドのうちのいずれかからなるこ
とから、そのノズルに開けた孔部分の磨耗性が向上し、
このノズル部を繰り返し使用することが可能となる。As described above, in the crucible for forming inorganic particles according to the first aspect, in the crucible for forming inorganic particles, the crucible for forming inorganic particles is provided with the nozzle part for discharging the melt of the inorganic substance and granulating the melt. Since it is made of any one of silicon, aluminum oxide, cubic boron nitride, and diamond, the wear property of the hole portion formed in the nozzle is improved,
This nozzle part can be used repeatedly.
【0041】また、請求項6に係る無機物粒子形成用坩
堝では、一方端に小径部を有する筒状の坩堝本体を設
け、この坩堝本体とは別体に無機物の融液の排出孔を有
するノズル部を設け、このノズル部を前記坩堝本体の小
径部の内側に配設したことから、ノズル部のみを加工し
たもので差し替えることが可能なため、高価な坩堝本体
の材料を繰り返して使用することが可能となり、工業的
価値は極めて高いものである。Further, in the crucible for forming inorganic particles according to claim 6, a cylindrical crucible body having a small diameter portion at one end is provided, and a nozzle having a discharge hole for the melt of the inorganic substance is provided separately from the crucible body. Since the nozzle part is provided inside the small diameter part of the crucible body, it is possible to replace it with a machined part of the nozzle part only.Therefore, it is possible to repeatedly use expensive materials for the crucible body. It becomes possible and the industrial value is extremely high.
【図1】本発明の無機物粒子形成用坩堝の一実施形態を
示す図であるFIG. 1 is a view showing an embodiment of a crucible for forming inorganic particles of the present invention.
1 坩堝 2 ノズル 1 crucible 2 nozzles
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有宗 久雄 滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の6 京セラ株式会社滋賀八日市工場内 Fターム(参考) 4G072 AA01 BB05 BB11 BB12 GG01 GG03 GG04 GG05 HH01 QQ01 UU02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hisao Arimune 6 at 1166 Haseno, Jamizo-cho, Yokaichi-shi, Shiga Kyocera Corporation Shiga Yokaichi Factory F term (reference) 4G072 AA01 BB05 BB11 BB12 GG01 GG03 GG04 GG05 HH01 QQ01 UU02
Claims (6)
ル部を備えた無機物粒子形成用坩堝において、前記ノズ
ル部が炭化珪素、酸化アルミニウム、立方晶窒化ホウ
素、およびダイヤモンドのうちのいずれかからなること
を特徴とする無機物粒子形成用坩堝。1. A crucible for forming inorganic particles, comprising a nozzle part for discharging a melt of an inorganic material into particles, wherein the nozzle part is one of silicon carbide, aluminum oxide, cubic boron nitride, and diamond. A crucible for forming inorganic particles, comprising:
とする請求項1に記載の無機物粒子形成用坩堝。2. The crucible for forming inorganic particles according to claim 1, wherein the inorganic material is silicon.
以上の炭化珪素、3.30g/cc以上の酸化アルミニ
ウム、3.15g/cc以上の立方晶窒化ホウ素、3.
35g/cc以上のダイヤモンドのうちのいずれかから
なることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の
無機物粒子形成用坩堝。3. The true specific gravity of the nozzle portion is 3.0 g / cc.
2. Silicon carbide described above, 3.30 g / cc or more aluminum oxide, 3.15 g / cc or more cubic boron nitride, 3.
The crucible for forming inorganic particles according to claim 1 or 2, wherein the crucible comprises at least 35 g / cc of diamond.
晶酸化アルミニウム、単結晶立方晶窒化ホウ素、単結晶
ダイヤモンドのうちのいずれかからなることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の無機物粒子形成用坩
堝。4. The method according to claim 1, wherein the nozzle portion is made of any one of single crystal silicon carbide, single crystal aluminum oxide, single crystal cubic boron nitride, and single crystal diamond. A crucible for forming inorganic particles as described above.
ァイト焼結体、酸化アルミニウム焼結体、炭化珪素焼結
体のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項1
ないし請求項4に記載の無機物粒子形成用坩堝。5. The crucible body other than the nozzle portion is made of any one of a graphite sintered body, an aluminum oxide sintered body, and a silicon carbide sintered body.
A crucible for forming inorganic particles according to claim 4.
を設け、この坩堝本体とは別体に無機物の融液の排出孔
を有するノズル部を設け、このノズル部を前記坩堝本体
の小径部の内側に配設した無機物粒子形成用坩堝。6. A cylindrical crucible body having a small diameter portion at one end is provided, and a nozzle portion having a discharge hole for a melt of an inorganic substance is provided separately from the crucible body, and the nozzle portion is provided in the crucible body. A crucible for forming inorganic particles, which is arranged inside the small diameter portion.
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| JP (1) | JP2003073112A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039307A (en) * | 2005-03-25 | 2007-02-15 | Kyocera Corp | Method for producing granular silicon crystal |
| CN115636663A (en) * | 2022-10-20 | 2023-01-24 | 无锡市尚领石英科技有限公司 | Preparation process of high-strength high-compactness quartz crucible |
-
2001
- 2001-08-30 JP JP2001260527A patent/JP2003073112A/en not_active Withdrawn
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| CN115636663A (en) * | 2022-10-20 | 2023-01-24 | 无锡市尚领石英科技有限公司 | Preparation process of high-strength high-compactness quartz crucible |
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