产品定位与应用场景 ST-DGJ-SY石英坩埚及其配套氮化硅涂层是太阳能级多晶硅定向凝固铸锭工艺（DSS法，Directional Solidification System）的核心耗材。在铸锭炉中，高纯多晶硅原料在石英坩埚中被加热至~1450℃熔化为硅液，然后通过从坩埚底部向上缓慢降温实现硅的定向凝固结晶，最终形成多晶硅铸锭。每只坩埚侍服一个铸锭周期后即需更换（一次性耗材），因此市场需求量极大。
高纯石英坩埚材质 坩埚采用高纯熔融石英（SiO₂≥99.99%）为原料，通过电弧熔融-离心成型法或注浆成型-高温烧结法制成。高纯SiO₂的必要性：在1450℃高温下，石英（SiO₂）会与液态硅发生微弱反应（Si + SiO₂ → 2SiO↑），杂质（尤其是金属杂质Fe、Al、Ca等）会催化此反应并加速石英局部分解——不仅缩短坩埚寿命，杂质还会扩散入硅熔体污染多晶硅锭，显著降低太阳能电池的光电转换效率。因此SiO₂纯度≥99.99%是高纯石英坩埚的基本要求。
氮化硅涂层机理 即使使用高纯石英坩埚，硅熔体与石英内壁在1450℃长时间接触仍会产生一定的反应粘连，导致脱模困难甚至硅锭开裂。在坩埚内壁预喷涂一层氮化硅（Si₃N₄）涂层可解决此问题。α-Si₃N₄致密涂层在高温下化学性质稳定，不与硅熔体发生反应（Si₃N₄在N₂气氛中稳定至1400℃以上），形成有效的物理隔离层，使硅锭冷却后收缩脱模顺畅、内表面完整。本公司配套提供Si₃N₄涂层喷涂服务，或以未喷涂坩埚形式交付（用户自行喷涂）。
Si₃N₄涂层工艺 氮化硅涂层采用高纯α-Si₃N₄粉体（纯度≥99.5%）与有机结合剂和溶剂配制成浆料，经空气喷涂或刷涂方式涂覆于坩埚内壁，在氧化气氛中于600-800℃焙烧固化，形成致密、均匀的白色涂层。涂层厚度控制在100-300μm。
使用寿命与品控 石英坩埚为一次性耗材——每个多晶硅铸锭周期（约60-72h）使用一只。坩埚寿命受硅熔体温度、保温时间和涂层质量影响。坩埚出厂前须经尺寸全检、表面缺陷目检和内壁洁净度检测。
| 项目 | 单位 | ST-DGJ-SY |
|---|---|---|
| SiO₂含量 | % | ≥99.99 |
| Al含量 | ppm | ≤20 |
| Fe含量 | ppm | ≤5 |
| Ca含量 | ppm | ≤5 |
| Na含量 | ppm | ≤3 |
| K含量 | ppm | ≤3 |
| 体积密度 | g/cm³ | ≥1.90 |
| 显气孔率 | % | ≤15 |
| 常温耐压强度 | MPa | ≥50 |
| 热膨胀系数(20-1000℃) | ×10⁻⁶/℃ | 0.5 |
| 最高使用温度 | ℃ | 1500 |
检测方法标准：GB/T 32652《多晶硅铸锭石英坩埚》；GB/T 3284《石英玻璃化学成分分析方法》；GB/T 2997《致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法》
检测方法标准：GB/T 16555《含碳、碳化硅、氮化物耐火材料化学分析方法》；ISO 2409《色漆和清漆——划格试验》
| 项目 | 单位 | 指标 |
|---|---|---|
| Si₃N₄含量 | % | ≥99.5(原料粉体) |
| 涂层厚度 | μm | 100-300 |
| 涂层密度 | g/cm³ | ≥2.20 |
| 结合强度（划格法） | 级 | ≤1(ISO 2409) |
| 涂层外观 | — | 白色，色泽均匀，无起泡、针孔、龟裂 |
| 适用气氛 | — | N₂/Ar惰性或还原气氛 |
检测方法标准：GB/T 32652《多晶硅铸锭石英坩埚》；GB/T 3284《石英玻璃化学成分分析方法》；GB/T 2997《致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法》
检测方法标准：GB/T 16555《含碳、碳化硅、氮化物耐火材料化学分析方法》；ISO 2409《色漆和清漆——划格试验》
| 项目 | 允许偏差 |
|---|---|
| 外径 | ±0.5% |
| 高度 | ±1.0% |
| 壁厚 | ±5%或±1.5mm(取较大值) |
| 底厚 | ±10%或±2.0mm(取较大值) |
| 内壁光滑度 | 表面平整，无鼓包、凹坑 |
| 裂纹(任何可见) | 不允许 |
| 气泡(直径>2mm) | 内壁不允许；外壁≤3处 |
| 夹杂物（>0.5mm黑色斑点） | 内壁不允许 |
| 透明度 | 内壁光滑均匀，无大面积结晶斑 |
| 项目 | 指标 |
|---|---|
| 涂层连续性 | 完整覆盖坩埚内壁，无漏涂、无流挂 |
| 色差 | 同批次色泽均匀 |
| 起泡 | 不允许 |
| 针孔(>0.5mm) | 不允许 |
| 裂纹/龟裂 | 不允许 |
| 附着力(划格法) | ≤1级 |
本产品为定型耐火制品（高纯石英坩埚+涂层耗材）。
坩埚安装：使用前检查坩埚完整性（目视内外壁无裂纹、无气泡、无夹杂物），用洁净手套和专用夹具将坩埚放入铸锭炉炉膛指定位置。
涂层处理（如选用已喷涂涂层的坩埚）：确认涂层完整均匀，无掉粉、无起泡。如选用未喷涂坩埚，用户需自行配制和喷涂Si₃N₄浆料后焙烧固化。
硅料装填：将高纯多晶硅原料（块状/颗粒状）均匀装入坩埚，装料过程中避免撞击坩埚内壁损伤涂层。装料后坩埚移入铸锭炉，按DSS工艺曲线进行加热熔化和定向凝固。
使用后处理：硅锭冷却脱模后，坩埚随硅锭一同取出。脱模后的废坩埚因与Si₃N₄涂层反应和硅渗透通常不可重复使用。
木箱单件独立定位包装，坩埚内壁用无尘纸或洁净软膜保护，箱内填充防震缓冲材料。木箱外侧标注"易碎"、"向上"、"防潮"、"高纯材料保持洁净"标识。Si₃N₄涂层坩埚需在洁净环境（不低于ISO 8级）条件下包装。
汽车运输，专车配送（坩埚为大尺寸异形件，通常需专车），木箱装运。运输全程须减震，避免颠簸和撞击。常规交货期15-25天（依尺寸、批量和涂层与否而定）。
海运标准集装箱(20ft/40ft HC)或开顶集装箱（大尺寸G7/G8坩埚），木箱定制固定。交货条件FOB/CIF/C&F可选。因坩埚尺寸大、易碎，国际运输须特别重视包装和减震防护。常规交货期30-50天（依尺寸、批量和船期而定）。国际快递可安排小尺寸坩埚(≤G5)样品空运。
**文档编制日期**：2026年7月
**版本**：V1.0
**适用范围**：新能源行业用耐火材料产品目录（锂电池正极/负极、电池隔膜、氢冶金、碳捕集、多晶硅）
**免责声明**：本文件中技术参数为产品典型值。氢冶金（H-DRI）和碳捕集（CCS/CCUS）为新兴领域，应用数据持续积累中，Shengiron保留根据实际工况反馈调整技术指标和产品设计的权利。
12个月（自出厂日期起，在干燥、洁净、通风环境下存放，木箱包装未拆封）。涂层坩埚建议在6个月内使用以获得最佳脱模效果。超期产品使用前须检查SiO₂析晶程度（失透/结晶斑检查）和涂层附着力。
