在做半导体时石英坩埚为什么要套上石墨坩埚

只是会增加热阻，你放东西进去加热效果会变得很差。当然如果你套得非常非常紧的话，加热后石墨坩埚可能会裂开。石墨坩埚会在酒精灯上发生燃烧，石英坩埚因受热不均可能会导致出现裂缝 。石英坩埚可在1650度以下使用，分透明和不透明两种。用电弧法制的半透明石英坩埚是拉制大直径单 石英坩埚晶硅，是发展大规模集成电路必不可少的基础材料。当今，世界半导体工业发达国家已用此坩埚取代了小的透明石英坩埚。它具有高纯度、耐温性强、尺寸大、精度高、保温性好、节约能源、质量稳定等优点。2、不能和HF接触，高温时，极易和苛性碱及碱金属的碳酸盐反应。3．石英坩埚适于用K2S2O7，KHSO4作熔剂熔融样品和用Na2S207(先在212度烘干)作熔剂处理样品。4．石英质脆，易破，使用时要注意。5．除Hf外，普通稀无机酸可用作清洗液。石墨坩埚的主体原料，是结晶形天然石墨。故它保持着天然石墨原有的各种理化特性。石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。石墨坩埚，因具有以上优良的性能，所以在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。并有着较好的技术经济效果。

石墨是的作用：1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。 2．作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3．作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。 4．石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，就大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。 5．作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：由于石墨的热膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。 6、用于原子能工业和国防工业：石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导d的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。 7．石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。 8．石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。 9．电极：石墨取代铜作为电极

最新的物理学研究是石墨烯，有望成为良好的半导体，取代硅，那样的话电子产品的价格会大幅度下降。

由于石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部

门获得广泛应用。

作耐火材料

石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖，坩埚，连续铸造粉，铸模芯，铸模

洗涤剂和耐高温材料。近年来，耐火材料工业中两个重要的变化是镁碳砖在炼钢炉

内衬中被广泛应用，以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相

连，全世界炼钢业约消耗的耐火材料。

镁碳砖镁碳耐火材料是年代中期，由美国研制成功，年代，日本炼钢业开

始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢，并已

成为石墨的一种传统用途。年代初，镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国

用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命为次次，而日本，

炉衬的寿命为次次。

铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的堡罩，水下喷

管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的以上，英国为

。

坩埚及有关制品用石墨制造的成型和耐火的坩埚及其有关制品，例如坩埚、曲

颈瓶、塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲

刷时亦稳定，高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨坩埚及其有关制品

被广泛用于直接熔融金属的工艺中。

传统的石墨粘土坩埚用含碳量大于的鳞片石墨制造，通常石墨鳞片应大于

目（-筛），而目前国外在坩埚生产技术中的重要改进是，所用石墨的类型、鳞片大小和

质量有了更大的灵活性其次是用碳化硅石墨坩埚替代了传统的粘土石墨坩埚，这是随

着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒压技术还可以使小鳞片石墨得到应用，

在粘土石墨坩埚中，含碳量达的大鳞片石墨约占/，而在碳化硅石墨坩埚中，大

鳞片成分的含量仅占，石墨的含碳量降为。

炼钢

石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围

---------------------------------------5 第一篇石墨生产新工艺新技术

很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍

是土状石墨的主要用途之一。

作导电材料

石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫

圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金

钢、铁合金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使

电能转化为热能，温度升高到左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金

属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头

导电材料。

电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电

碳制品，要求石墨粒度控制在目目范围内，品位

以上，有害杂质（主要是金属铁）要求在以下。电视机显像管所用的石墨，粒度

要求在以下。作耐磨和润滑材料

石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，

而石墨耐磨材料可以在-温度并在很高的滑动速度下（/）不用润滑

油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们

运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的良好的润滑剂。

作耐腐蚀材料

石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率

低等特点，而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、

过滤器、泵等设备。这些设备用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业

部门，可节省大量的金属材料。

0作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料

由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石

墨后，黑色金属得到的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使

用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压耐

烧结用的舟皿。单晶硅的晶体生长坩埚、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等，都是

用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还可以作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻

炉炉管、棒、板、格棚等元件。

1用于原子能工业和国防工业

0 ---------------------------------------6 第一章石墨生产新工艺新技术概述

石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀—石墨反应

堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当

具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石

墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个（为百万分之一），特别是其中硼的

含量应小于。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导d的鼻锥，宇

宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。

作防垢防锈材料

石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约

用），能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐

和防锈。

石墨新用途

随着科学技术的不断发展，人们对石墨也开发了许多新用途。

柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨，是年代开发的一种新的石墨制品。

年美国研究成功柔性石墨密封材料，解决了原子能阀门泄漏问题，随后德、日、法也

开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外，还具有特殊的柔性和d性。

因此，是一种理想的密封材料。广泛用于石油化工、原子能等工业领域。国际市场需求

量逐年增长。

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