JPH11255587A - Carbon-fiber reinforced carbonaceous material crucible for pulling single crystal and its production - Google Patents

Carbon-fiber reinforced carbonaceous material crucible for pulling single crystal and its production

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Publication number
JPH11255587A
JPH11255587A JP10061375A JP6137598A JPH11255587A JP H11255587 A JPH11255587 A JP H11255587A JP 10061375 A JP10061375 A JP 10061375A JP 6137598 A JP6137598 A JP 6137598A JP H11255587 A JPH11255587 A JP H11255587A
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JP
Japan
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crucible
carbon fiber
carbon
fiber reinforced
angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10061375A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Kano
正人 鹿野
Takeshi Jo
毅 城
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11255587A publication Critical patent/JPH11255587A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crucible which is a carbonaceous material crucible used for supporting a quartz crucible for holding a molten liquid of silicon in pulling up a silicon single crystal and comprising a carbon-fiber reinforced carbonaceous material scarcely causing the peeling of the material even by repeating operations to pull the single crystal. SOLUTION: Carbon fibers or a carbon fiber cloth or both comprising the carbon fibers located at an angle of >=-15 deg. and <=+15 deg. from the horizontal direction of a crucible 20 are arranged as a reinforcing material in a carbon- fiber reinforced carbonaceous material constituting the outer peripheral part 21a of a straight trunk part 21 in the crucible 20 wholly comprising carbon-fiber reinforced carbonaceous material. On the other hand, the carbon fibers at an angle of <=-45 deg. or >=+45 deg. from the horizontal direction of the crucible 20 are arranged as the reinforcing material in the carbon-fiber reinforced carbonaceous material constituting the inner part of the outer peripheral part 21a. The crucible 20 is produced by using a filament winding method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維強化炭素
材からなる単結晶引き上げ用るつぼおよびその製造方法
に関し、特に、チョクラルスキ法により半導体材料等の
単結晶を引き上げる装置において溶融材料を直接収容す
るるつぼを支持するために用いられるるつぼおよびその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crucible for pulling a single crystal made of carbon fiber reinforced carbon material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an apparatus for pulling a single crystal such as a semiconductor material by a Czochralski method, in which a molten material is directly accommodated. The present invention relates to a crucible used for supporting a crucible and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年益々需要が増加している半導体等の
単結晶は、そのほとんどがチョクラルスキ法によて製造
されている。この方法による単結晶引き上げ装置の一例
を図1に示す。
2. Description of the Related Art Most of single crystals such as semiconductors, which have been increasingly demanded in recent years, are manufactured by the Czochralski method. FIG. 1 shows an example of a single crystal pulling apparatus according to this method.

【0003】図1に示す単結晶引き上げ装置において、
チャンバ18内には、その中心部に原料融液を保持する
ための結晶引き上げ用るつぼ10が配置される。結晶引
き上げ用るつぼ10は、側壁が円筒状の石英るつぼ10
aと、それを取囲む側壁が円筒状の炭素材るつぼ10b
から構成される。石英るつぼ10aは、炭素材るつぼ1
0b内に嵌合されている。結晶引き上げ用るつぼ10の
外側には、抵抗加熱式のヒータ12および黒鉛製の保温
筒14が同心円状に配置されている。結晶引き上げ用る
つぼ10内には、所定重量の原料をヒータ12により溶
融することによって調製される溶解液13が収容され
る。結晶引き上げ用るつぼ10の中心軸上には、図中矢
印で示す方向に所定速度で回転することのできる引き上
げ棒16が設けられ、その先端には種結晶15が取付け
られる。結晶引き上げ用るつぼ10は、引き上げ棒16
と同一の軸について同方向または逆方向に回転すること
のできるるつぼ支持軸17により支持されている。調製
された溶解液13の表面に種結晶15を接触させ、その
成長に合わせて結晶を回転させかつ上方に引き上げてい
くことにより、単結晶11を成長させていくことができ
る。
In the single crystal pulling apparatus shown in FIG.
In the center of the chamber 18, a crystal pulling crucible 10 for holding a raw material melt is disposed. The crystal pulling crucible 10 is a quartz crucible 10 having a cylindrical side wall.
a, and a carbon material crucible 10b having a cylindrical side wall surrounding it.
Consists of The quartz crucible 10a is a carbon material crucible 1
0b. Outside the crystal pulling crucible 10, a resistance heating type heater 12 and a graphite heat retaining cylinder 14 are arranged concentrically. The crystal pulling crucible 10 contains a solution 13 prepared by melting a predetermined weight of the raw material by the heater 12. A pulling rod 16 that can rotate at a predetermined speed in a direction indicated by an arrow in the figure is provided on a central axis of the crystal pulling crucible 10, and a seed crystal 15 is attached to the tip thereof. The crystal pulling crucible 10 includes a pulling rod 16
Are supported by a crucible support shaft 17 that can rotate in the same direction or in the opposite direction about the same axis as. The single crystal 11 can be grown by bringing the seed crystal 15 into contact with the surface of the prepared solution 13, rotating the crystal in accordance with the growth, and pulling the crystal upward.

【0004】上述したような装置においてシリコン等の
半導体材料の単結晶を引き上げるとき、炭素材るつぼ
は、高温となって軟化した石英るつぼを外側から支持す
る。このような炭素材るつぼは、以下に述べるような種
々の要因により、ダメージを受けやすい。
When pulling a single crystal of a semiconductor material such as silicon in the above-described apparatus, the carbon material crucible supports the quartz crucible softened by the high temperature from the outside. Such a carbon material crucible is easily damaged by various factors as described below.

【0005】単結晶引き上げ作業が完了し、るつぼが冷
却されるとき、炭素材るつぼには主としてるつぼの周方
向に引張り応力が作用する。これは、炭素材が内側のる
つぼを構成する石英と比べてより大きな熱膨張係数を有
することに起因する。この応力は、特に炭素材るつぼを
破損させ、るつぼの寿命を短くする。また、単結晶引き
上げ後に石英るつぼの底部に残留する半導体材料、たと
えばシリコンは、冷却によって固化されるときに体積が
膨張する。この膨張に伴って、時にるつぼの底部が破損
するような応力が作用する。半導体ウェハの大径化が進
むにつれ、用いるるつぼも大径化し、それに伴ってこれ
らの問題は一層顕著になってきた。
When the single crystal pulling operation is completed and the crucible is cooled, a tensile stress acts on the carbon material crucible mainly in the circumferential direction of the crucible. This is due to the fact that the carbon material has a larger coefficient of thermal expansion than the quartz constituting the inner crucible. This stress particularly damages the carbon crucible and shortens the crucible life. Further, the semiconductor material, for example, silicon remaining at the bottom of the quartz crucible after pulling the single crystal expands in volume when solidified by cooling. Along with this expansion, a stress acts which sometimes breaks the bottom of the crucible. As the diameter of the semiconductor wafer increases, the diameter of the crucible used also increases, and accordingly, these problems have become more prominent.

【0006】炭素材るつぼの周方向に対する引張り応力
を緩和する方法として、るつぼを縦方向に分割して用い
る方法がある。この方法は、引張り応力の緩和に関して
は一定の効果がある。しかし、るつぼ底部に残留する材
料が固化するときに作用する膨張による応力の問題は、
この方法によって十分に解決されるものではなかった。
As a method of alleviating the tensile stress in the circumferential direction of the carbon material crucible, there is a method in which the crucible is divided vertically and used. This method has a certain effect on the relaxation of the tensile stress. However, the problem of stress due to expansion acting when the material remaining at the bottom of the crucible solidifies,
This method was not sufficiently solved.

【0007】また、炭素材るつぼを分割することによっ
て新たな問題点が生じてきている。溶融半導体材料を収
容した石英るつぼは、軟化して、半導体材料の重量やる
つぼの自重により外側に膨れる。その結果、石英るつぼ
を支持している炭素材るつぼの各部材は外側に倒れよう
とする。その際、分割面に局部的な応力が作用する。こ
れは、分割面の局部的な破損およびるつぼの寿命低下の
原因となる。さらに、炭素材るつぼの分割面には、溶融
半導体の蒸気が付着しやすく、化合物が生成しやすい。
たとえば溶融半導体がSiであれば、分割面においてS
iCの化合物が生成しやすい。この化合物と炭素材との
熱膨張係数は異なるため、るつぼを冷却するときにこの
化合物が生成した部分は剥離しやすい。
[0007] Further, dividing the carbon material crucible has caused a new problem. The quartz crucible containing the molten semiconductor material softens and swells outward due to the weight of the semiconductor material and the weight of the crucible. As a result, each member of the carbon material crucible supporting the quartz crucible tends to fall outward. At this time, a local stress acts on the division surface. This causes local breakage of the dividing surface and shortens the crucible life. Further, the vapor of the molten semiconductor easily adheres to the divided surface of the carbon material crucible, and a compound is easily generated.
For example, if the molten semiconductor is Si, S
An iC compound is easily formed. Since the compound and the carbon material have different coefficients of thermal expansion, the portion where the compound is formed is easily peeled when the crucible is cooled.

【0008】一方、別の対策として、石英との熱膨張係
数の差が少なくまた強度の高い炭素繊維を強化材として
用いた炭素繊維強化炭素材によりるつぼを構成して、そ
の寿命を延ばそうとする提案もなされている。
On the other hand, as another countermeasure, a crucible is made of a carbon fiber reinforced carbon material using a carbon fiber having a small difference in thermal expansion coefficient from quartz and high strength as a reinforcing material to extend the life thereof. Suggestions have been made.

【0009】たとえば、特開平9−263482号公報
は、るつぼ内側を炭素繊維クロス積層体または炭素繊維
フェルト積層体を用いた炭素繊維強化炭素材とし、るつ
ぼ外側をフィラメントワインディング法により形成した
炭素繊維強化炭素材で構成した2層よりなる単結晶引き
上げ用るつぼを開示する。同公報は、炭素繊維強化炭素
材のるつぼにおいて、炭素繊維積層断面の化学反応によ
る消耗を抑制するために、るつぼ内面や上端部に炭素繊
維クロスを用いることを提案する。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-263482 discloses a carbon fiber reinforced carbon material in which the inside of a crucible is made of a carbon fiber cloth laminate or a carbon fiber felt laminate, and the outside of the crucible is formed by a filament winding method. Disclosed is a single crystal pulling crucible composed of two layers made of a carbon material. This publication proposes to use a carbon fiber cloth on the inner surface and the upper end of the crucible in the crucible made of carbon fiber reinforced carbon material in order to suppress the consumption by the chemical reaction of the carbon fiber laminated cross section.

【0010】また、特開平9−286689号公報は、
炭素繊維強化炭素材よりなる単結晶引き上げ用るつぼに
おいて、直胴部の内周部分に、るつぼの水平方向に対し
て−45°以上+45°以下の角度を有する連続炭素繊
維かまたは炭素繊維クロスを配置し、直胴部のその他の
部分に、るつぼの水平方向に対して−45°以下または
+45°以上の角度を有する連続炭素繊維を配置するこ
とを開示する。このようにるつぼ内周部を構成する炭素
繊維の方向をるつぼの水平方向に対して−45°以上+
45°以下の範囲とするかまたはるつぼ内周部に炭素繊
維クロスを用いることにより、炭素繊維強化炭素材を生
成させるための炭化工程において、るつぼ内周部におけ
る熱収縮(特に円周方向の熱収縮)を防止して、内周部
の剥離の問題を解決しようとしている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-286689 discloses that
In a single crystal pulling crucible made of carbon fiber reinforced carbon material, a continuous carbon fiber or a carbon fiber cloth having an angle of not less than -45 ° and not more than + 45 ° with respect to the horizontal direction of the crucible is provided on the inner peripheral portion of the straight body. Disclosed is that a continuous carbon fiber having an angle of −45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the horizontal direction of the crucible is arranged on another portion of the straight body portion. In this way, the direction of the carbon fibers constituting the inner peripheral portion of the crucible is set at −45 ° or more with respect to the horizontal direction of the crucible.
In a carbonization step for producing a carbon fiber reinforced carbon material by setting the range to 45 ° or less or using a carbon fiber cloth in the inner peripheral portion of the crucible, heat shrinkage in the inner peripheral portion of the crucible (particularly, heat in the circumferential direction). Shrinkage) to solve the problem of peeling of the inner peripheral portion.

【0011】これらの炭素繊維強化炭素材を用いる従来
技術は、それぞれ対象としている問題点に対して一定の
効果を奏するものである一方、さらに改良の余地があっ
た。いずれの従来技術においても、フィラメントワイン
ディング法によりるつぼ底部を形成する場合、炭素繊維
はマンドレルの中心軸の方向またはそれに近い方向に巻
かれる。そのようにして巻かれた炭素繊維によって強化
された炭素材と、炭素繊維クロスまたはマンドレルの中
心軸にほぼ垂直な方向またはそれに近い方向で巻かれた
炭素繊維を強化材とする炭素材とは、熱膨張係数が異な
っている。これら従来技術のるつぼを用いて単結晶引き
上げ作業を繰返していくと、このような熱膨張係数の差
に起因して、上記2種類の材料の間で剥離が生じるおそ
れがあった。すなわち、従来技術のるつぼでは、単結晶
引き上げ作業を繰返すことにより内周部と外周部との境
界付近で剥離が発生するおそれがあった。
While the prior art using these carbon fiber reinforced carbon materials has a certain effect on the respective problems, there is still room for improvement. In any of the prior arts, when forming the crucible bottom by the filament winding method, the carbon fibers are wound in the direction of the central axis of the mandrel or in a direction close thereto. The carbon material reinforced by the carbon fiber wound in such a manner, and the carbon material having the carbon fiber wound in a direction substantially perpendicular to the central axis of the carbon fiber cloth or the mandrel or a direction close to the same, Different thermal expansion coefficients. When the single crystal pulling operation is repeated using these conventional crucibles, there is a possibility that peeling may occur between the two types of materials due to such a difference in thermal expansion coefficient. That is, in the crucible of the related art, there is a possibility that peeling may occur near the boundary between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion by repeating the single crystal pulling operation.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、単結
晶引き上げ作業を繰返しても剥離の発生が少なくより寿
命の長い炭素繊維強化炭素材るつぼを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a carbon fiber reinforced crucible which has a small life and a long life even when a single crystal pulling operation is repeated.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者は、炭素繊維強
化炭素材からなるるつぼにおいて、その最外周部に配置
される炭素繊維の方向をるつぼの水平方向またはそれに
近い方向とするか、またはるつぼの最外周部に炭素繊維
クロスを配置することにより、最外周部の熱膨張係数を
小さくし、その内側の層の熱膨張を最外周部によって押
さえつけることにより上述したような剥離を防止できる
ことを見出し、本発明に至った。
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed that in a crucible made of carbon fiber reinforced carbon material, the direction of carbon fibers arranged at the outermost periphery thereof is set to the horizontal direction of the crucible or a direction close thereto, or By arranging the carbon fiber cloth on the outermost peripheral portion of the crucible, the thermal expansion coefficient of the outermost peripheral portion is reduced, and the above-described separation can be prevented by suppressing the thermal expansion of the inner layer by the outermost peripheral portion. Heading, and led to the present invention.

【0014】本発明による炭素材るつぼは、底部および
それに一体不可分に繋がる直胴部を有する単結晶引き上
げ用炭素繊維強化炭素材るつぼであって、その全体が炭
素繊維強化炭素材からなり、かつ直胴部の外周部分を構
成する炭素繊維強化炭素材には、るつぼの水平方向に対
して−15°以上+15°以下の角度である炭素繊維お
よび/または炭素繊維クロスが強化材として配置されて
いることを特徴とする。
A carbon material crucible according to the present invention is a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body portion integrally connected to the bottom portion, the whole being made of a carbon fiber reinforced carbon material. In the carbon fiber reinforced carbon material forming the outer peripheral portion of the body, carbon fibers and / or carbon fiber cloths having an angle of −15 ° or more and + 15 ° or less with respect to the horizontal direction of the crucible are arranged as a reinforcing material. It is characterized by the following.

【0015】本発明による炭素材るつぼにおいて、直胴
部の内周部分を構成する炭素繊維強化炭素材には、るつ
ぼの水平方向に対して−45°以上+45°以下、好ま
しくは−15°以上+15°以下の角度である炭素繊維
および/または炭素繊維クロスを強化材として配置する
ことができる。また本発明において、直胴部の内周部分
と外周部分との間を構成する炭素繊維強化炭素材には、
るつぼの水平方向に対して−45°以下または+45°
以上の角度である炭素繊維を強化材として配置すること
ができる。
[0015] In the carbon material crucible according to the present invention, the carbon fiber reinforced carbon material constituting the inner peripheral portion of the straight body portion is provided with at least -45 ° and at most + 45 °, preferably at least -15 ° with respect to the horizontal direction of the crucible. Carbon fibers and / or carbon fiber cloth with an angle of + 15 ° or less can be arranged as reinforcement. Further, in the present invention, the carbon fiber reinforced carbon material constituting between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the straight body portion includes:
-45 ° or less or + 45 ° with respect to the horizontal direction of the crucible
The carbon fibers having the above angles can be arranged as the reinforcing material.

【0016】また本発明により、底部およびそれに一体
不可分に繋がる直胴部を有する単結晶引き上げ用炭素繊
維強化炭素材るつぼをフィラメントワインディング法を
用いて製造する方法が提供される。この方法は、フィラ
メントワインディング法に用いるマンドレルの中心軸に
垂直な方向に対して、直胴部を構成すべき炭素繊維が−
45°以下または+45°以上の角度となるよう炭素繊
維をマンドレル上に巻付けた後、直胴部を構成すべき炭
素繊維が上記中心軸に垂直な方向に対して−15°以上
+15°以下の角度となるよう炭素繊維をマンドレル上
に巻付ける工程および/または炭素繊維クロスをマンド
レル上に貼り付ける工程を備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is further provided a method of manufacturing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body integrally connected to the bottom portion by using a filament winding method. According to this method, the carbon fibers constituting the straight body portion are oriented in a direction perpendicular to the central axis of the mandrel used in the filament winding method.
After winding the carbon fiber on the mandrel so as to have an angle of 45 ° or less or + 45 ° or more, the carbon fiber to constitute the straight body portion is −15 ° or more and + 15 ° or less with respect to the direction perpendicular to the central axis. And a step of attaching a carbon fiber cloth onto the mandrel so as to have an angle of.

【0017】さらに本発明により底部およびそれに一体
不可分に繋がる直胴部を有する単結晶引き上げ用炭素繊
維強化炭素材るつぼをフィラメントワインディング法を
用いて製造する方法が提供され、この方法は、フィラメ
ントワインディング法に用いるマンドレルの中心軸に垂
直な方向に対して、直胴部を構成すべき炭素繊維が−4
5°以下または+45°以上の角度となるよう炭素繊維
をマンドレル上に巻付けた後、炭化処理を行ない、次い
で、炭化された成形体の中心軸に垂直な方向に対して、
直胴部を構成すべき炭素繊維が−15°以上+15°以
下の角度となるよう炭素繊維を炭化された成形体上に巻
付ける工程および/または炭素繊維クロスを成形体上に
貼り付ける工程を備えることを特徴とする。
Further, the present invention provides a method for manufacturing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body integrally connected to the bottom portion by using a filament winding method. The carbon fiber constituting the straight body is -4 with respect to the direction perpendicular to the central axis of the mandrel used for
After winding the carbon fiber on the mandrel so as to have an angle of 5 ° or less or + 45 ° or more, carbonization is performed, and then, with respect to a direction perpendicular to the central axis of the carbonized molded body,
A step of winding the carbon fiber on a carbonized molded body such that the carbon fiber constituting the straight body portion has an angle of −15 ° or more and + 15 ° or less and / or a step of attaching a carbon fiber cloth on the molded body. It is characterized by having.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明によるるつぼの各部分は、
次のように定義することができる。図2を参照して、る
つぼ20において、直胴部21は、るつぼ20の上端を
含み、ほぼ円筒状の形状をなしている部分である。底部
22は、直胴部21に一体不可分に繋がり、直胴部21
の一端における開口を塞ぐものである。底部22の表面
は、一般に、概ね球面状の曲面をなしているが、これに
限定されることなく、他の形状を取ってもよい。るつぼ
20は、一般に中心軸24について、回転対称とするこ
とができる。本発明によるるつぼ20は、連続する材料
によって直胴部21および底部22が構成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each part of the crucible according to the present invention
It can be defined as: Referring to FIG. 2, in crucible 20, straight body portion 21 is a portion including the upper end of crucible 20 and having a substantially cylindrical shape. The bottom portion 22 is inseparably connected to the straight body portion 21, and is connected to the straight body portion 21.
To close the opening at one end. The surface of the bottom 22 generally has a generally spherical curved surface, but is not limited to this, and may have another shape. Crucible 20 may be generally rotationally symmetric about central axis 24. In the crucible 20 according to the present invention, the straight body portion 21 and the bottom portion 22 are formed of a continuous material.

【0019】図3に示すように、直胴部21の外周部分
21aは、るつぼの厚み方向において外側の部分を指
し、一般に、るつぼの外表面(直胴部の外周面)からる
つぼの厚み方向に所定の深さまで入った所定の厚みを有
する部分を指す。その厚みは、たとえばるつぼの厚みの
2%以上で2〜10%、より好ましくは5%以上で5〜
10%とすることができるが、特に限定されるものでは
なく、るつぼのサイズ、形状、構造等に応じて適宜設定
することができる。
As shown in FIG. 3, an outer peripheral portion 21a of the straight body portion 21 refers to an outer portion in the thickness direction of the crucible, and generally extends from the outer surface of the crucible (the outer circumferential surface of the straight body portion) in the thickness direction of the crucible. Refers to a portion having a predetermined thickness, which extends to a predetermined depth. Its thickness is, for example, 2% or more of the thickness of the crucible and 2 to 10%, more preferably 5% or more and 5 to 5%.
Although it can be set to 10%, it is not particularly limited, and can be appropriately set according to the size, shape, structure, and the like of the crucible.

【0020】図4に示すように、直胴部21の内周部分
21bは、るつぼの厚み方向について内側の部分を指
し、一般に、るつぼの内表面(直胴部の内周面)から所
定の深さまで入った所定の厚みを有する部分を指す。そ
の厚みは、たとえばるつぼの厚さの2%以上で2〜10
%、より好ましくは5%以上で5〜10%とすることが
できるが、それに限定されるものではなく、るつぼのサ
イズ、形状、構造等に応じて適宜設定することができ
る。
As shown in FIG. 4, an inner peripheral portion 21b of the straight body portion 21 indicates an inner portion in the thickness direction of the crucible, and generally, a predetermined distance from the inner surface of the crucible (the inner circumferential surface of the straight body portion). Refers to a portion having a predetermined thickness that goes to the depth. The thickness is, for example, 2% or more of the thickness of the crucible and 2 to 10
%, More preferably 5% or more and 5 to 10%, but is not limited thereto, and can be appropriately set according to the size, shape, structure, etc. of the crucible.

【0021】本発明において、直胴部には、上記内周部
分とも上記外周部分とも異なる組織構造の炭素繊維強化
材料を配置することができる。そのような場合、内周部
分と外周部分との間に別の異なる組織構造の材料が配置
され、るつぼの直胴部は3層またはそれ以上の積層構造
を有するようになる。図5は、直胴部において少なくと
も3つの層が設けられるるつぼの一例を示している。る
つぼ20において、直胴部21は、外周部分21a、内
周部分21bおよびそれらと異なる構造の中間部分21
cを有する。
In the present invention, a carbon fiber reinforced material having a structure different from that of the inner peripheral portion and the outer peripheral portion can be disposed in the straight body portion. In such a case, another material having a different structure is disposed between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, so that the straight body portion of the crucible has a laminated structure of three or more layers. FIG. 5 shows an example of a crucible provided with at least three layers in a straight body portion. In the crucible 20, the straight body portion 21 includes an outer peripheral portion 21a, an inner peripheral portion 21b, and an intermediate portion 21 having a different structure.
c.

【0022】一般に、炭素繊維強化炭素材からなるるつ
ぼを製造する方法には、主として以下の2つの方法があ
る。
In general, there are mainly two methods for producing a crucible made of carbon fiber reinforced carbon material as follows.

【0023】(1) フィラメントワインディング法 通常炭素繊維フィラメントを束ねたストランドを熱硬化
性樹脂、溶剤等からなる低粘度の結合材に浸漬した後、
結合材の付着したストランドをるつぼ形状を有するマン
ドレルに巻付けて必要なるつぼ形状に成形する。その
後、たとえば100〜300℃程度の温度で熱硬化を行
ない、得られる成形体をN2 ガス等の不活性ガス中でた
とえば約1000℃の温度で炭素化させる。この炭化の
後、必要に応じてフェノール樹脂、タールピッチ等を含
浸させ、さらに1500℃以上の温度で加熱して炭化
(黒鉛化)を行なう。以上の工程により得られたるつぼ
を、たとえばハロゲンガス雰囲気中で、1500〜25
00℃程度の温度において加熱し、高純度化処理を施
し、炭素繊維強化炭素材からなるるつぼを得る。
(1) Filament winding method Usually, a strand in which carbon fiber filaments are bundled is immersed in a low-viscosity binder made of a thermosetting resin, a solvent or the like.
The strand to which the binder is attached is wound around a crucible-shaped mandrel to form a necessary crucible. Thereafter, thermosetting is performed at a temperature of, for example, about 100 to 300 ° C., and the obtained molded body is carbonized at a temperature of, for example, about 1000 ° C. in an inert gas such as N 2 gas. After this carbonization, if necessary, impregnation with a phenol resin, tar pitch, or the like is performed, and heating is performed at a temperature of 1500 ° C. or more to perform carbonization (graphitization). The crucible obtained by the above steps is placed in a halogen gas atmosphere, for example, from 1500 to 25
A crucible made of carbon fiber reinforced carbon material is obtained by heating at a temperature of about 00 ° C. and performing a high-purification treatment.

【0024】(2) ハンドレイアップ法 炭素繊維クロスをるつぼ型に貼り付けて成形体を作製し
た後、フィラメントワインディング法と同様に熱硬化、
炭素化、黒鉛化および高純度化処理を施して炭素繊維強
化炭素材からなるるつぼを得る。
(2) Hand lay-up method A carbon fiber cloth is attached to a crucible mold to produce a molded body, and then thermosetting is performed in the same manner as in the filament winding method.
A crucible made of carbon fiber reinforced carbon material is obtained by performing carbonization, graphitization and high-purification treatment.

【0025】本発明では、フィラメントワインディング
法、またはフィラメントワインディング法とハンドレイ
アップ法との組合せにより、必要な構造を有するるつぼ
を製造していく。
In the present invention, a crucible having a required structure is manufactured by a filament winding method or a combination of the filament winding method and the hand lay-up method.

【0026】フィラメントワインディング法により炭素
繊維が巻付けられていく様子を図6に示す。図に示すよ
うに、炭素繊維62は、るつぼの形状を有するマンドレ
ル61上に巻付けられていく。この巻付けられた炭素繊
維62に関し、マンドレルの中心軸(回転軸)64に垂
直な方向(るつぼの水平方向に相当)に対する炭素繊維
62の角度をθとする。るつぼ底部を炭素繊維によって
形成したい場合、角度θを大きくして巻付ける必要があ
り、その角度は90°またはその近傍にまで大きくされ
る。一方、角度θが小さいワインディングは、るつぼ直
胴部を形成するのに適している。なお、ワインディング
が完了した後、たとえば矢印に示す部分で切断を行な
い、るつぼに相当する成形体を得ることができる。
FIG. 6 shows how the carbon fibers are wound by the filament winding method. As shown in the figure, the carbon fiber 62 is wound on a mandrel 61 having a crucible shape. Regarding the wound carbon fiber 62, an angle of the carbon fiber 62 with respect to a direction perpendicular to the central axis (rotation axis) 64 of the mandrel (corresponding to the horizontal direction of the crucible) is defined as θ. If it is desired to form the crucible bottom with carbon fibers, it is necessary to wind the crucible at a large angle θ, and the angle is increased to 90 ° or its vicinity. On the other hand, winding with a small angle θ is suitable for forming a crucible straight body. After the winding is completed, for example, cutting is performed at a portion indicated by an arrow to obtain a molded body corresponding to a crucible.

【0027】本発明者は、角度θを小さくしてフィラメ
ントワインディング法により形成された炭素繊維強化炭
素材、および上述したハンドレイアップ法に従って炭素
繊維クロスを貼り付けて形成した炭素繊維強化炭素材の
熱膨張係数は小さいものとなる一方、角度θが大きくな
ると急激にフィラメントワインディング法による炭素繊
維強化炭素材の熱膨張係数は大きくなり、角度θが±9
0°付近になるとその熱膨張係数は6×10-6/℃程度
の値になることを見出した。また本発明者は、角度θの
値が0°から±15°付近になるまではフィラメントワ
インディング法による炭素繊維強化炭素材の熱膨張係数
はほとんど0であることを見出した。これらの知見に基
づき、本発明では、るつぼの部分に応じて、炭素繊維ク
ロスを用いたり、フィラメントワインディング法におけ
る角度θを適当な値に調節することにより、上述したよ
うな剥離の問題が少なく寿命の長い炭素繊維強化炭素材
るつぼを提供している。
The present inventor has proposed a carbon fiber reinforced carbon material formed by a filament winding method with a reduced angle θ, and a carbon fiber reinforced carbon material formed by attaching a carbon fiber cloth in accordance with the hand lay-up method described above. While the coefficient of thermal expansion becomes small, the coefficient of thermal expansion of the carbon fiber reinforced carbon material by the filament winding method rapidly increases as the angle θ increases, and the angle θ is ± 9.
It has been found that the coefficient of thermal expansion becomes a value of about 6 × 10 −6 / ° C. near 0 °. The present inventor has found that the coefficient of thermal expansion of the carbon fiber reinforced carbon material by the filament winding method is almost 0 until the value of the angle θ is changed from 0 ° to around ± 15 °. Based on these findings, in the present invention, by using a carbon fiber cloth or adjusting the angle θ in a filament winding method to an appropriate value according to the crucible portion, the above-described problem of peeling is reduced and the life is reduced. Offers a long carbon fiber reinforced carbon crucible.

【0028】本発明ではまず、るつぼ直胴部の外周部分
を形成するに際し、炭素繊維クロスをマンドレル上に貼
り付けるか、またはフィラメントワインディング法にお
いて角度θが−15°以上+15°以下となるよう炭素
繊維をマンドレル上に巻付けている。炭素繊維クロスを
貼り付ける工程と−15°以上+15°以下の角度θで
炭素繊維を巻付ける工程は、それぞれ一方を行なっても
よいし、両方を併用してもよい。通常、フィラメントワ
インディング法によりるつぼ底部を形成する場合、角度
θはより大きくなるので、これら炭素繊維クロスを貼り
付ける工程および/または−15°以上+15°以下の
角度θで炭素繊維を巻付ける工程は、−45°以下また
は+45°以上の角度θとなるよう炭素繊維をマンドレ
ル上に巻付ける工程の後に行なわれる。直胴部の外周部
分を形成するときの炭素繊維の角度θを−15°以上+
15°以下の範囲に収めることによって、外周部分の熱
膨張係数を小さくし、その内側にある角度θがより大き
い部分の熱膨張を外周部分によって抑制し、上述した剥
離の現象を防止できるようになる。外周部分に炭素繊維
クロスを用いることによっても、同様の効果が得られ
る。一方、外周部分をフィラメントワインディング法に
よって形成し、炭素繊維の角度θを−15°未満または
+15°を超える値にすると、外周部分の熱膨張係数は
大きくなり、その内側の熱膨張を抑える効果が不十分と
なってくる。なお、炭素繊維クロスを用いる場合、その
経糸または緯糸の方向が、マンドレルの中心軸に垂直な
方向に対して−15°以上+15°以下の範囲に入るよ
うクロスを貼り付けることが好ましい。このような工程
により、直胴部の外周部分を構成する炭素繊維強化炭素
材は、るつぼの水平方向に対して−15°以上+15°
以下の角度である炭素繊維および/または炭素繊維クロ
スを強化材として有するようになる。本発明において、
このような外周部分の厚みは、るつぼ自体の厚みの2%
以上、たとえば2〜10%であることが好ましく、5%
以上、たとえば5〜10%であることがより好ましい。
In the present invention, when forming the outer peripheral portion of the crucible straight body portion, first, a carbon fiber cloth is stuck on a mandrel, or a carbon fiber cloth is wound so that the angle θ is −15 ° or more and + 15 ° or less in a filament winding method. The fiber is wound on a mandrel. One of the step of attaching the carbon fiber cloth and the step of winding the carbon fiber at an angle θ of −15 ° or more and + 15 ° or less may be performed, or both may be used in combination. Usually, when the crucible bottom is formed by the filament winding method, the angle θ becomes larger. Therefore, the step of attaching these carbon fiber cloths and / or the step of winding carbon fibers at an angle θ of −15 ° or more and + 15 ° or less are performed. , -45 ° or less or + 45 ° or more after the step of winding the carbon fiber on the mandrel. The angle θ of the carbon fiber when forming the outer peripheral portion of the straight body portion is set to −15 ° or more +
By keeping the thermal expansion coefficient within the range of 15 ° or less, the thermal expansion coefficient of the outer peripheral portion is reduced, and the thermal expansion of the portion having a larger angle θ inside the outer peripheral portion is suppressed by the outer peripheral portion so that the above-described peeling phenomenon can be prevented. Become. Similar effects can be obtained by using a carbon fiber cloth for the outer peripheral portion. On the other hand, if the outer peripheral portion is formed by the filament winding method and the angle θ of the carbon fiber is set to a value less than −15 ° or more than + 15 °, the thermal expansion coefficient of the outer peripheral portion increases, and the effect of suppressing the thermal expansion inside the outer peripheral portion increases. It becomes insufficient. When a carbon fiber cloth is used, it is preferable to attach the cloth so that the direction of the warp or weft falls within a range from −15 ° to + 15 ° with respect to a direction perpendicular to the central axis of the mandrel. By such a process, the carbon fiber reinforced carbon material constituting the outer peripheral portion of the straight body portion is at least -15 ° and + 15 ° with respect to the horizontal direction of the crucible.
The carbon fiber and / or carbon fiber cloth having the following angles is used as the reinforcing material. In the present invention,
The thickness of such an outer peripheral portion is 2% of the thickness of the crucible itself.
As described above, for example, it is preferably 2 to 10%, and 5%
As described above, for example, the content is more preferably 5 to 10%.

【0029】本発明において、外周部分の内側を構成す
る部分は、特に限定されるものではないが、通常、るつ
ぼ底部を構成するための炭素繊維がこの内側に配置され
るため、内側には角度θが−45°以下または+45°
以上である炭素繊維が配置される。また、外周部分の内
側には、角度θが−45°以上+45°以下、好ましく
は−15°以上+15°以下の範囲である炭素繊維およ
び/または炭素繊維クロスを配置してもよい。特に、角
度θが−45°以上+45°以下の炭素繊維および/ま
たは炭素繊維クロスは、上述したような内周部分に配置
されるのが好ましい。そのような内周部分において、炭
素繊維の角度θは−15°以上+15°以下の範囲であ
ることがより好ましい。なお、そのような内周部分を炭
素繊維クロスを用いて形成する場合、その緯糸または経
糸の方向がマンドレルの中心軸に垂直な方向に対して−
45°以上+45°以下となるようクロスを貼り付ける
ことが好ましく、−15°以上+15°以下となるよう
クロスを貼り付けることがより好ましい。このような内
周部分の厚みは、るつぼ自体の厚みの2%以上、たとえ
ば2〜10%、好ましくは5%以上たとえば5〜10%
とすることができる。このような内周部と上述した外周
部との間に、角度θが−45°以下または+45°以上
の炭素繊維を主に配置することができる。
In the present invention, the portion forming the inside of the outer peripheral portion is not particularly limited, but usually, carbon fibers for forming the bottom of the crucible are arranged inside this portion. θ is less than -45 ° or + 45 °
The above carbon fibers are arranged. Further, inside the outer peripheral portion, carbon fibers and / or carbon fiber cloth having an angle θ in a range of −45 ° to + 45 °, preferably −15 ° to + 15 ° may be arranged. In particular, it is preferable that the carbon fiber and / or the carbon fiber cloth having the angle θ of −45 ° or more and + 45 ° or less be arranged on the inner peripheral portion as described above. In such an inner peripheral portion, the angle θ of the carbon fiber is more preferably in the range of −15 ° to + 15 °. When such an inner peripheral portion is formed using a carbon fiber cloth, the direction of the weft or warp is-with respect to the direction perpendicular to the central axis of the mandrel.
It is preferable to attach the cloth so that the angle is 45 ° or more and + 45 ° or less, and it is more preferable to attach the cloth so that the angle is -15 ° or more and + 15 ° or less. The thickness of such an inner peripheral portion is 2% or more, for example, 2 to 10%, preferably 5% or more, for example, 5 to 10% of the thickness of the crucible itself.
It can be. Carbon fibers having an angle θ of −45 ° or less or + 45 ° or more can be mainly disposed between such an inner peripheral portion and the above-described outer peripheral portion.

【0030】本発明によるるつぼの製造工程において、
炭素繊維および必要に応じて炭素繊維クロスを配置して
得られる成形体を炭化処理するとき、炭素繊維クロスを
用いた部分および炭素繊維の角度θが−15°以上+1
5°以下の部分は、熱収縮の程度が小さい一方、炭素繊
維の角度θが−45°以下または+45°以上の部分
は、熱収縮の程度が比較的大きい。これらの部分の間で
熱収縮の差が顕著になると、その界面において剥離が発
生するおそれがある。このような剥離は、強度や密度の
低下をもたらすため好ましくない。この剥離を未然に防
止するために、たとえば成形体にフェノール樹脂等を含
浸させた後に炭化する工程を繰返すことができるが、こ
のような工程は比較的高いコストを要する。これに対
し、外周部分を形成する前の成形体について炭化処理を
行ない、熱収縮を起こさせた後、炭素繊維クロスおよび
/または角度θが−15°以上+15°以下の炭素繊維
をそのまわりに配置して成形体を得、次いで再度炭化処
理を行なえば、製造に係るコストを抑えることができ
る。このような工程は、炭化工程の繰返し数を減らすと
ともに、密度が高く、剥離の問題がより少ないるつぼを
もたらすことができる。すなわち、本発明において、角
度θが−45°以下または+45°以上となるよう炭素
繊維をマンドレル上に巻付けた後、炭化処理を行ない、
次いで、炭化された成形体の中心軸に垂直な方向に対し
て直胴部を構成すべき炭素繊維が−15°以上+15°
以下の角度となるよう炭素繊維を炭化された成形体上に
巻付ける工程および/または炭素繊維クロスを炭化され
た成形体上に貼り付ける工程を行なうことで、密度の高
い炭素繊維強化炭素材の組織を得ることができ、その後
高密度化のために行なうべき含浸および炭化工程の繰返
し数を減らすことが可能になる。
In the crucible manufacturing process according to the present invention,
When carbonizing a molded product obtained by arranging carbon fibers and carbon fiber cloth as necessary, the angle θ of the portion using the carbon fiber cloth and the carbon fiber is −15 ° or more + 1
The portion of 5 ° or less has a small degree of thermal shrinkage, while the portion where the angle θ of the carbon fiber is −45 ° or less or + 45 ° or more has a relatively large degree of thermal shrinkage. If the difference in heat shrinkage becomes significant between these portions, peeling may occur at the interface. Such peeling is not preferable because it causes a decrease in strength and density. In order to prevent this peeling, for example, a step of impregnating the molded body with a phenol resin or the like and thereafter carbonizing the same can be repeated, but such a step requires a relatively high cost. On the other hand, a carbonization process is performed on the molded body before forming the outer peripheral portion to cause heat shrinkage, and then a carbon fiber cloth and / or a carbon fiber having an angle θ of −15 ° or more and + 15 ° or less are formed therearound. If a compact is obtained by arranging and then the carbonization process is performed again, the production cost can be reduced. Such a step can reduce the number of repetitions of the carbonization step and can result in a crucible with higher density and fewer peeling problems. That is, in the present invention, after carbon fibers are wound on a mandrel such that the angle θ is −45 ° or less or + 45 ° or more, carbonization is performed,
Next, the carbon fibers constituting the straight body portion are -15 ° or more and + 15 ° with respect to the direction perpendicular to the central axis of the carbonized molded body.
By performing the step of winding the carbon fiber on the carbonized molded body so as to have the following angle and / or the step of attaching the carbon fiber cloth on the carbonized molded body, a high-density carbon fiber reinforced carbon material The texture can be obtained, and the number of repetitions of the impregnation and carbonization steps to be performed thereafter for densification can be reduced.

【0031】図7〜図9に、本発明によるるつぼの具体
例を模式的に示す。図7(a)に示す炭素繊維強化炭素
材るつぼ70において、直胴部71を構成する所定の厚
みの外周部分71aには、炭素繊維72が、るつぼの水
平方向にほぼ平行に配置されている。このようなるつぼ
を構成する材料において、炭素繊維は通常黒鉛マトリッ
クス中に配置される。外周部分71aの内側には、るつ
ぼの水平方向に対する角度が−45°以下または+45
°以上の炭素繊維を配置することができ、さらには水平
方向に対する角度が−45°以上+45°以下の炭素繊
維を配置してもよいし、必要に応じて炭素繊維クロスを
配置してもよい。図7(b)に示す炭素繊維強化炭素材
るつぼ80において、直胴部81を構成する所定の厚み
の外周部分81aには、るつぼの水平方向に対して所定
の角度±θ(0°<θ≦+15°)で炭素繊維82が配
置されている。外周部分81aの内側には、水平方向に
対する角度が−45°以下または+45°以上の炭素繊
維を配置することができ、さらには水平方向に対する角
度が−45°以上+45°以下の炭素繊維および/また
は炭素繊維クロスを配置してもよい。
FIGS. 7 to 9 schematically show specific examples of the crucible according to the present invention. In the carbon fiber reinforced carbon material crucible 70 shown in FIG. 7A, a carbon fiber 72 is disposed substantially parallel to the horizontal direction of the crucible at an outer peripheral portion 71a having a predetermined thickness constituting the straight body portion 71. . In the materials constituting such crucibles, the carbon fibers are usually arranged in a graphite matrix. Inside the outer peripheral portion 71a, the angle of the crucible with respect to the horizontal direction is −45 ° or less or + 45 °.
° or more carbon fibers may be arranged, and furthermore, carbon fibers whose angle to the horizontal direction is −45 ° or more and + 45 ° or less may be arranged, or a carbon fiber cloth may be arranged as necessary. . In the carbon fiber reinforced carbon material crucible 80 shown in FIG. 7B, an outer peripheral portion 81a of a predetermined thickness constituting the straight body portion 81 has a predetermined angle ± θ (0 ° <θ) with respect to the horizontal direction of the crucible. ≦ + 15 °) and the carbon fibers 82 are arranged. Inside the outer peripheral portion 81a, carbon fibers having an angle of -45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the horizontal direction can be disposed, and further, carbon fibers having an angle of −45 ° or more with + 45 ° or less with respect to the horizontal direction. Alternatively, a carbon fiber cloth may be provided.

【0032】図8(a)に示す炭素繊維強化炭素材るつ
ぼ90において、直胴部91を構成する所定の厚みの外
周部分91aには、炭素繊維クロス92が用いられてい
る。炭素繊維クロスによる組織は通常黒鉛マトリックス
中に存在する。炭素繊維クロス92において経糸または
緯糸がるつぼの水平方向に対してほぼ平行に配向してい
る。外周部分91aの内側には、水平方向に対する角度
が−45°以下または+45°以上の炭素繊維を配置す
ることができ、さらには−45°以上+45°以下の角
度の炭素繊維および/または炭素繊維クロスを必要に応
じて配置することができる。図8(b)に示す炭素繊維
強化炭素材るつぼ100において、直胴部101を構成
する所定の厚みの外周部分101aには、炭素繊維クロ
ス102が用いられている。炭素繊維クロス102の経
糸または緯糸は、るつぼの水平方向に対して所定の角度
θ(好ましくはθは−15°以上+15°以下)で配置
されている。外周部分101aの内側には、水平方向に
対する角度が−45°以下または+45°以上の炭素繊
維を配置することができ、さらに必要に応じて角度が−
45°以上+45°以下の炭素繊維および/または炭素
繊維クロスを配置することができる。
In the carbon fiber reinforced carbon material crucible 90 shown in FIG. 8A, a carbon fiber cloth 92 is used for an outer peripheral portion 91a of a predetermined thickness constituting the straight body portion 91. The structure due to the carbon fiber cloth is usually present in a graphite matrix. In the carbon fiber cloth 92, the warp or weft is oriented substantially parallel to the horizontal direction of the crucible. Inside the outer peripheral portion 91a, carbon fibers having an angle of −45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the horizontal direction can be arranged, and furthermore, carbon fibers and / or carbon fibers having an angle of −45 ° or more and + 45 ° or less. Cloths can be arranged as needed. In the carbon fiber reinforced carbon material crucible 100 shown in FIG. 8B, a carbon fiber cloth 102 is used for an outer peripheral portion 101a having a predetermined thickness constituting the straight body portion 101. The warp or weft of the carbon fiber cloth 102 is arranged at a predetermined angle θ (preferably θ is −15 ° or more and + 15 ° or less) with respect to the horizontal direction of the crucible. Inside the outer peripheral portion 101a, carbon fibers having an angle of −45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the horizontal direction can be arranged, and the angle can be set to − if necessary.
A carbon fiber and / or a carbon fiber cloth of 45 ° or more and + 45 ° or less can be arranged.

【0033】図9に示す炭素繊維強化炭素材るつぼ11
0は、3層構造を有している。直胴部111を構成する
所定の厚みの外周部分111aには、炭素繊維112a
がるつぼの水平方向にほぼ平行に配置されている。一方
所定の厚みの内周部分111bにも、るつぼの水平方向
とほぼ平行に炭素繊維112bが配置されている。外周
部分111aと内周部分111bとの間には、中間部分
111cが存在し、そこにおいて炭素繊維112cは、
るつぼの水平方向に対して−45°以下または+45°
以上で配置されている。なおこの中間部分111cにお
いて、水平方向に対する炭素繊維の角度は、通常、一定
とせずに所定の範囲内で変化させることができる。
The carbon fiber reinforced carbon material crucible 11 shown in FIG.
0 has a three-layer structure. An outer peripheral portion 111a having a predetermined thickness constituting the straight body portion 111 has carbon fibers 112a.
The crucible is arranged substantially parallel to the horizontal direction. On the other hand, also on the inner peripheral portion 111b having a predetermined thickness, the carbon fibers 112b are arranged substantially parallel to the horizontal direction of the crucible. An intermediate portion 111c exists between the outer peripheral portion 111a and the inner peripheral portion 111b, in which the carbon fibers 112c are
-45 ° or less or + 45 ° with respect to the horizontal direction of the crucible
It is arranged above. Note that, in the intermediate portion 111c, the angle of the carbon fiber with respect to the horizontal direction can usually be changed within a predetermined range without being constant.

【0034】本発明に用いられる炭素繊維の種類は、特
に制限されるものではなく、PAN系、レーヨン系、ピ
ッチ系のいずれの炭素繊維も用いることができる。フィ
ラメントワインディング法で用いることのできる強度を
考慮すれば、PAN系炭素繊維がより好ましい。炭素繊
維の直径も特に限定されるものではないが、フィラメン
トワインディング時の繊維切れを防止することを考慮す
れば、2μmφ以上のものが好ましい。用いられる炭素
繊維ストランドのフィラメント数は、フィラメントワイ
ンディング時の繊維切れを防止する観点から、1000
本/ストランド以上が好ましい。フィラメント数は、た
とえば1000〜200000本/ストランドとするこ
とができる。
The type of carbon fiber used in the present invention is not particularly limited, and any of PAN-based, rayon-based, and pitch-based carbon fibers can be used. In consideration of the strength that can be used in the filament winding method, PAN-based carbon fibers are more preferable. The diameter of the carbon fiber is not particularly limited, but is preferably 2 μmφ or more in consideration of preventing fiber breakage during filament winding. The number of filaments of the carbon fiber strand used is 1000 from the viewpoint of preventing fiber breakage during filament winding.
More than book / strand is preferred. The number of filaments can be, for example, 1000 to 200,000 filaments / strand.

【0035】本発明に用いられる結合材には、特に限定
されることなく、フェノール樹脂、フラン樹脂等を含む
熱硬化性樹脂、コールタールピッチ等の有機バインダを
用いることができる。
The binder used in the present invention is not particularly limited, and a thermosetting resin containing a phenol resin, a furan resin, or the like, or an organic binder such as coal tar pitch can be used.

【0036】本発明で用いる炭素繊維クロスも、特に制
限されるものではないが、種々の織り方により作製され
た2−DクロスやUDクロスを用いることができる。特
に、連続炭素繊維を直交交差織にした平織2−Dクロス
が異方性が少ないため好ましい。クロスを構成する炭素
繊維の種類は、特に限定されることなく、PAN系、レ
ーヨン系、ピッチ系のいずれもを用いることができる。
強度の観点からは、PAN系炭素繊維からなるクロスが
より好ましく用いられる。使用する炭素繊維クロスの厚
みは、たとえば0.1mm〜1mmとすることができ
る。炭素繊維クロスは、クロスに結合材を付着させて所
定の場所におくことにより、容易に貼り付けることがで
きる。以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明す
るが、本発明は以下の実施例に制限されるものではな
い。
The carbon fiber cloth used in the present invention is not particularly limited, but 2-D cloth or UD cloth produced by various weaving methods can be used. In particular, a plain weave 2-D cloth in which continuous carbon fibers are made into an orthogonal cross weave is preferable because of its low anisotropy. The type of carbon fiber constituting the cloth is not particularly limited, and any of PAN-based, rayon-based, and pitch-based carbon fibers can be used.
From the viewpoint of strength, a cloth made of PAN-based carbon fiber is more preferably used. The thickness of the carbon fiber cloth used can be, for example, 0.1 mm to 1 mm. The carbon fiber cloth can be easily attached by attaching a binder to the cloth and placing it in a predetermined place. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0037】[0037]

【実施例】[原料]フィラメントワインディング法のた
めの炭素繊維として、PAN系高強度連続炭素繊維のス
トランド(フィラメント数6000本/ストランド)を
用いた。
EXAMPLES [Raw Materials] PAN-based high-strength continuous carbon fiber strands (6000 filaments / strand) were used as carbon fibers for the filament winding method.

【0038】炭素繊維クロスとして、PAN系高強度連
続炭素繊維を平織にした市販のものを用いた。
As the carbon fiber cloth, a commercially available PAN-based high-strength continuous carbon fiber having a plain weave was used.

【0039】結合材として、市販の高純度フェノール樹
脂を溶剤に溶かしたものを用いた。 [一般工程]炭素繊維ストランドをフィラメントワイン
ディング装置内の浸漬槽に導入し、フェノール樹脂をス
トランドに付着させた。るつぼ形状に対応したマンドレ
ルに、フェノール樹脂を付着させたストランドをワイン
ディングして所定の形状に成形した。また必要に応じて
炭素繊維クロスを貼り付けて成形を行なった。炭素繊維
の角度θ、炭素繊維クロスの貼り付けの有無、および条
件の異なる層のそれぞれの厚みについては以下に詳細に
示す。得られた成形体を大気中で200℃において保持
し、フェノール樹脂を熱硬化させた。次いで、N2 ガス
雰囲気中で1000℃において保持し炭化処理を行なっ
た。炭化処理した成形体をフェノール樹脂に浸漬し、フ
ェノール樹脂を含浸させた後、大気中200℃で硬化さ
せ、N2ガス雰囲気で1000℃に保持して再炭化処理
を行なった。このフェノール樹脂の含浸および再炭化処
理の工程を繰返した。繰返し数は、以下の表に示す含浸
回数として示される。最後の含浸工程の後、N2 ガス雰
囲気中で2000℃において保持し、黒鉛化処理を行な
った。なお、以下に示す実施例1〜5ならびに比較例1
および2では、以上のような工程により樹脂の含浸およ
び炭化処理を繰返した。一方、実施例6では、最初、内
層部までを成形した後、上記1回目の含浸および炭化処
理を行ない、次いで外層部分をさらにフィラメントワイ
ンディング法により成形し、熱硬化、炭化処理を行なっ
た後、再度、樹脂の含浸および炭化処理の工程を繰返し
た。最後の炭化処理(黒鉛化)の後、2000℃で高純
度化処理を行なった。以上の一般工程により単結晶引き
上げ用炭素材るつぼの素材を作製した。次いで、得られ
たるつぼ素材に機械加工を施して、単結晶引き上げ用炭
素材るつぼ製品を得、以下に示す耐久試験に供した。以
下に示す実施例および比較例のいずれについても、るつ
ぼ内層部分の炭化密度は1.5g/ccであった。
As the binder, a commercially available high-purity phenol resin dissolved in a solvent was used. [General Process] A carbon fiber strand was introduced into a dipping tank in a filament winding device, and a phenol resin was attached to the strand. A strand to which a phenolic resin was adhered was wound into a mandrel corresponding to the crucible shape and formed into a predetermined shape. If necessary, a carbon fiber cloth was stuck and molded. The angle θ of the carbon fiber, the presence or absence of the attachment of the carbon fiber cloth, and the thickness of each layer under different conditions will be described in detail below. The obtained molded body was kept at 200 ° C. in the air, and the phenol resin was thermally cured. Next, carbonization was performed while maintaining the temperature at 1000 ° C. in an N 2 gas atmosphere. The carbonized molded article was immersed in a phenolic resin, impregnated with the phenolic resin, cured at 200 ° C. in the atmosphere, and kept at 1000 ° C. in a N 2 gas atmosphere to perform recarbonization. The steps of impregnation and recarbonization of the phenol resin were repeated. The number of repetitions is indicated as the number of impregnations shown in the table below. After the last impregnation step, the specimen was kept at 2000 ° C. in an N 2 gas atmosphere to perform a graphitization treatment. In addition, the following Examples 1-5 and Comparative Example 1
In Examples 2 and 3, the resin impregnation and carbonization treatment were repeated by the above steps. On the other hand, in Example 6, after first forming up to the inner layer portion, the first impregnation and carbonization treatment were performed, and then the outer layer portion was further formed by a filament winding method, and then subjected to thermosetting and carbonization treatment. Again, the steps of the resin impregnation and carbonization treatment were repeated. After the last carbonization treatment (graphitization), a high-purification treatment was performed at 2000 ° C. Through the above general steps, a material for a single crystal pulling carbon material crucible was produced. Next, the obtained crucible material was machined to obtain a single crystal pulling carbon material crucible product, which was subjected to the following durability test. In each of the following Examples and Comparative Examples, the carbonization density of the inner layer portion of the crucible was 1.5 g / cc.

【0040】[耐久試験]図1に示す単結晶引き上げ装
置を用いた。上記工程によって得られた炭素材るつぼの
中に石英るつぼを嵌め込み、単結晶用原料としての金属
シリコンを石英るつぼ内で溶融した。このとき、溶融面
の高さが石英るつぼの高さのほぼ1/3となるよう、原
料の量を予め調整した。金属シリコンを溶融した後、3
時間保持して冷却する過程を5回繰返した。また、シリ
コンの溶融温度は、溶融液面でシリコンの融点より約5
0℃高い1470℃とし、加熱・冷却の効果が加速的に
現れるようにした。冷却後、炭素材るつぼを取外し、そ
の損傷状況を調査した。
[Durability Test] The single crystal pulling apparatus shown in FIG. 1 was used. A quartz crucible was fitted into the carbon material crucible obtained by the above process, and metallic silicon as a single crystal raw material was melted in the quartz crucible. At this time, the amount of the raw material was adjusted in advance so that the height of the molten surface was approximately 1/3 of the height of the quartz crucible. After melting metallic silicon, 3
The process of holding and cooling for a time was repeated five times. Further, the melting temperature of silicon is about 5 degrees higher than the melting point of silicon on the surface of the molten liquid.
The temperature was set to 1470 ° C., which is higher by 0 ° C., so that the effect of heating / cooling was accelerated. After cooling, the carbon crucible was removed and its damage was investigated.

【0041】[実施例1]上記一般工程において、最内
層部分は、直胴部の厚みが2mmとなるようほぼ±0°
の角度θで炭素繊維をワインディングすることにより形
成し、次いで内層部分は、直胴部の厚みが5mmとなる
よう+70°以上および−70°以下の角度θで炭素繊
維をワインディングすることにより形成し、さらに外層
部分(外周部分)は、直胴部の厚みが1mmとなるよう
ほぼ±0°の角度θで炭素繊維を巻付けることにより形
成した。フェノール樹脂の含浸回数は4回であった。
[Example 1] In the above-mentioned general process, the innermost layer portion was formed at approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body became 2 mm.
The inner layer is formed by winding the carbon fibers at an angle θ not less than + 70 ° and not more than -70 ° so that the thickness of the straight body is 5 mm. Further, the outer layer portion (outer peripheral portion) was formed by winding carbon fibers at an angle θ of approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body portion was 1 mm. The number of times of impregnation with the phenol resin was four.

【0042】[実施例2]直胴部の厚みが5.6mmと
なるよう内層部分を形成し、直胴部の厚みが0.4mm
となるよう外層部分を形成した以外は、実施例1と同様
にしてワインディングを行なった。
Example 2 The inner layer was formed so that the thickness of the straight body was 5.6 mm, and the thickness of the straight body was 0.4 mm.
Winding was performed in the same manner as in Example 1 except that the outer layer portion was formed so as to be as follows.

【0043】[実施例3]外層部分の形成において、炭
素繊維の角度θを±15°とした以外は、実施例1と同
様の方法によりるつぼを作製した。
Example 3 A crucible was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the angle θ of the carbon fiber was ± 15 ° in forming the outer layer portion.

【0044】[実施例4]最内層部分は、直胴部の厚み
が2mmとなるようほぼ±0°の角度で炭素繊維を巻付
けることにより形成した。次いで内層部分は、直胴部の
厚みが5.2mmとなるよう+70°以上および−70
°以下の角度θで炭素繊維を巻付けることにより形成し
た。外層部分は、平織の炭素繊維クロスを厚さ0.8m
m貼り付けることにより形成した。フェノール樹脂の含
浸回数は4回であった。
Example 4 The innermost layer was formed by winding carbon fibers at an angle of approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body was 2 mm. Next, the inner layer portion is + 70 ° or more and −70 ° so that the thickness of the straight body portion becomes 5.2 mm.
It was formed by winding carbon fibers at an angle θ of less than or equal to °. The outer layer part is a plain weave carbon fiber cloth with a thickness of 0.8m
m. The number of times of impregnation with the phenol resin was four.

【0045】[実施例5]平織の炭素繊維クロスを厚さ
0.4mm貼り付け、さらにその外側に直胴部の厚みが
0.4mmとなるようほぼ±0°の角度θで炭素繊維を
巻付けることにより、外層部分を形成した以外は、実施
例4と同様にしてるつぼを作製した。
Example 5 A plain-woven carbon fiber cloth was stuck at a thickness of 0.4 mm, and carbon fibers were wound around the outside thereof at an angle θ of approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body became 0.4 mm. A crucible was produced in the same manner as in Example 4 except that the outer layer portion was formed by attaching.

【0046】[実施例6]実施例1と同様に最内層部分
および内層部分を形成し、フェノール樹脂を熱硬化させ
た後、1回目の炭化処理を行なった。次いで、直胴部の
厚みが1mmとなるようほぼ±0°のθで炭素繊維を巻
付けて、外層部分を形成し、熱硬化、炭化処理を行なっ
た後、フェノール樹脂の含浸から再炭化までの工程を繰
返した。フェノール樹脂の含浸回数は3回であった。
Example 6 An innermost layer portion and an inner layer portion were formed in the same manner as in Example 1, and after the phenol resin was thermally cured, a first carbonization treatment was performed. Next, carbon fiber is wound around θ at approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body becomes 1 mm, an outer layer portion is formed, and after thermosetting and carbonizing, from impregnation of phenolic resin to recarbonization. Was repeated. The number of times of impregnation with the phenol resin was three.

【0047】[比較例1]直胴部の厚みが2mmとなる
ようほぼ±0°の角度θで炭素繊維を巻付けることによ
り最内層部分を形成し、次いで直胴部の厚みが6mmと
なるよう+70°以上および−70°以下の角度θで炭
素繊維を巻付けてるつぼの成形を行なった。次いで熱硬
化、炭化処理を行なった後、フェノール樹脂の含浸およ
び炭化処理を行ない、炭素材るつぼを作製した。フェノ
ール樹脂の含浸回数は6回であった。
Comparative Example 1 The innermost layer is formed by winding carbon fibers at an angle θ of approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body becomes 2 mm, and then the thickness of the straight body becomes 6 mm. A crucible around which carbon fibers were wound at an angle θ of not less than + 70 ° and not more than -70 ° was formed. Next, after performing heat curing and carbonization treatment, phenol resin impregnation and carbonization treatment were performed to produce a carbon material crucible. The number of times of impregnation with the phenolic resin was 6 times.

【0048】[比較例2]直胴部の厚みが2mmとなる
ようほぼ±0°の角度θで炭素繊維を巻付けることによ
り最内層部分を形成し、次いで、直胴部の厚みが5.6
mmとなるよう+70°以上および−70°以下の角度
θで炭素繊維を巻付けることにより内層部分を形成し
た。次いで、直胴部の厚みが0.4mmとなるよう±5
0°の角度θで炭素繊維を巻付けて外層部分を形成し
た。熱硬化、炭化処理を行なった後、フェノール樹脂の
含浸および炭化処理を繰返してるつぼを製作した。フェ
ノール樹脂の含浸回数は4回であった。
Comparative Example 2 An innermost layer portion was formed by winding carbon fibers at an angle θ of approximately ± 0 ° so that the thickness of the straight body was 2 mm. 6
The inner layer portion was formed by winding carbon fibers at an angle θ of + 70 ° or more and −70 ° or less so as to be mm. Next, ± 5 so that the thickness of the straight body becomes 0.4 mm.
The outer layer was formed by winding carbon fibers at an angle θ of 0 °. After performing thermosetting and carbonizing treatments, a crucible in which phenol resin impregnation and carbonizing treatments were repeated was manufactured. The number of times of impregnation with the phenol resin was four.

【0049】上記実施例および比較例で得られたるつぼ
の形状を図10に模式的に示す。るつぼの内径dは約3
09mmであり、高さhは約220mmであった。るつ
ぼにおいて直胴部の厚みは約10mmであり、底部の厚
みは約8〜約15mmであった。
FIG. 10 schematically shows the shapes of the crucibles obtained in the above Examples and Comparative Examples. The inner diameter d of the crucible is about 3
09 mm and the height h was about 220 mm. In the crucible, the thickness of the straight body was about 10 mm, and the thickness of the bottom was about 8 to about 15 mm.

【0050】表1に、各実施例および比較例の成形条件
および得られたるつぼの耐久試験の結果を示す。表に示
すように、実施例1〜5では、最も剥離が発生しやすい
初回の炭化処理後、内層部分に軽微な剥離が発生してい
たが、耐久試験後は欠陥もなく良好な状態であった。ま
た実施例6では、炭化処理時にも剥離の発生がなく、耐
久試験後も良好な状態であり、最も好ましかった。一
方、比較例では、いずれについても耐久試験後に剥離が
発生していた。この結果から、本発明に従って外周部分
にるつぼ水平方向に対する角度が−15°以上+15°
以下である炭素繊維および/または炭素繊維クロスを配
置することにより、剥離の発生を効果的に抑制できるこ
とがわかる。
Table 1 shows the molding conditions of each of the examples and comparative examples, and the results of the durability test of the obtained crucibles. As shown in the table, in Examples 1 to 5, slight peeling occurred in the inner layer portion after the first carbonization treatment in which peeling was most likely to occur, but was in a good state without defects after the durability test. Was. In Example 6, no peeling occurred during the carbonization treatment, and the condition was excellent even after the durability test, which was the most preferable. On the other hand, in each of the comparative examples, peeling occurred after the durability test. From this result, according to the present invention, the angle with respect to the crucible horizontal direction at the outer peripheral portion is −15 ° or more and + 15 °.
It can be seen that the following carbon fibers and / or carbon fiber cloths can be arranged to effectively suppress the occurrence of peeling.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、単結晶引き上げ作業を
繰返しても剥離の発生が少ない炭素繊維強化炭素材るつ
ぼを提供することができる。このようなるつぼは、従来
のるつぼよりも耐久性に優れ、より長い寿命を有するも
のである。
According to the present invention, it is possible to provide a carbon fiber reinforced carbon material crucible in which the occurrence of peeling is small even when a single crystal pulling operation is repeated. Such crucibles are more durable than conventional crucibles and have a longer life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】単結晶引き上げ装置の一例を示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a single crystal pulling apparatus.

【図2】本発明によるるつぼの各部分を説明するための
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining each part of the crucible according to the present invention.

【図3】るつぼの外周部分を説明するための模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an outer peripheral portion of a crucible.

【図4】るつぼの内周部分を説明するための模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an inner peripheral portion of a crucible.

【図5】るつぼの外周部分、内周部分およびその間の中
間部分を説明するための模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an outer peripheral portion, an inner peripheral portion, and an intermediate portion therebetween of the crucible.

【図6】フィラメントワインディング法により炭素繊維
がマンドレルに巻付けられる状態を説明するための概略
斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining a state in which carbon fibers are wound around a mandrel by a filament winding method.

【図7】本発明による炭素材るつぼの一例を示す模式図
である。
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a carbon material crucible according to the present invention.

【図8】本発明による炭素材るつぼのもう1つの例を示
す模式図である。
FIG. 8 is a schematic view showing another example of the carbon material crucible according to the present invention.

【図9】本発明によるさらなる炭素材るつぼを示す模式
図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a further carbon material crucible according to the present invention.

【図10】実施例において作製されたるつぼの概略形状
を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing a schematic shape of a crucible manufactured in the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a 石英るつぼ 10b 炭素材るつぼ 21、71、81、91、101、111 直胴部 22 底部 21a、71a、81a、91a、101a、111a
外周部分 72、82、112a、112b、112c 炭素繊維 92、102 炭素繊維クロス
10a Quartz crucible 10b Carbon crucible 21, 71, 81, 91, 101, 111 Straight body 22 Bottom 21a, 71a, 81a, 91a, 101a, 111a
Outer peripheral part 72, 82, 112a, 112b, 112c Carbon fiber 92, 102 Carbon fiber cloth

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 底部およびそれに一体不可分に繋がる直
胴部を有する単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつ
ぼであって、 その全体が炭素繊維強化炭素材からなり、かつ前記直胴
部の外周部分を構成する炭素繊維強化炭素材には、前記
るつぼの水平方向に対して−15°以上+15°以下の
角度である炭素繊維および/または炭素繊維クロスが、
強化材として配置されていることを特徴とする、単結晶
引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつぼ。
1. A single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body integrally connected to the bottom portion, the whole being made of carbon fiber reinforced carbon material, and an outer peripheral portion of the straight body portion The carbon fiber and / or carbon fiber cloth having an angle of −15 ° or more and + 15 ° or less with respect to the horizontal direction of the crucible,
A carbon fiber reinforced carbon crucible for pulling a single crystal, wherein the crucible is arranged as a reinforcing material.
【請求項2】 前記直胴部の内周部分を構成する炭素繊
維強化炭素材には、前記るつぼの水平方向に対して−4
5°以上+45°以下の角度である炭素繊維および/ま
たは炭素繊維クロスが、強化材として配置されており、
かつ前記直胴部の前記内周部分と前記外周部分との間を
構成する炭素繊維強化炭素材には、前記るつぼの水平方
向に対して−45°以下または+45°以上の角度であ
る炭素繊維が強化材として配置されていることを特徴と
する、請求項1に記載の単結晶引き上げ用炭素繊維強化
炭素材るつぼ。
2. A carbon fiber reinforced carbon material constituting an inner peripheral portion of the straight body portion has a position -4 with respect to a horizontal direction of the crucible.
A carbon fiber and / or a carbon fiber cloth having an angle of 5 ° or more and + 45 ° or less is arranged as a reinforcing material,
The carbon fiber reinforced carbon material between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the straight body portion has a carbon fiber having an angle of −45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the horizontal direction of the crucible. The carbon fiber reinforced carbon material crucible for pulling a single crystal according to claim 1, wherein is disposed as a reinforcing material.
【請求項3】 底部およびそれに一体不可分に繋がる直
胴部を有する単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつ
ぼをフィラメントワインディング法を用いて製造する方
法において、 前記フィラメントワインディング法に用いるマンドレル
の中心軸に垂直な方向に対して、前記直胴部を構成すべ
き炭素繊維が−45°以下または+45°以上の角度と
なるよう炭素繊維を前記マンドレル上に巻付けた後、前
記直胴部を構成すべき炭素繊維が前記中心軸に垂直な方
向に対して−15°以上+15°以下の角度となるよう
炭素繊維を前記マンドレル上に巻付ける工程および/ま
たは炭素繊維クロスを前記マンドレル上に貼り付ける工
程を備えることを特徴とする、単結晶引き上げ用炭素繊
維強化炭素材るつぼの製造方法。
3. A method for producing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body portion inseparably connected to the bottom portion using a filament winding method, wherein a center axis of a mandrel used in the filament winding method is provided. After the carbon fibers are wound on the mandrel such that the carbon fibers forming the straight body have an angle of −45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the vertical direction, the straight body is formed. A step of winding carbon fibers on the mandrel such that a carbon fiber to be formed has an angle of −15 ° to + 15 ° with respect to a direction perpendicular to the central axis, and / or a step of attaching a carbon fiber cloth on the mandrel A method for producing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible, comprising:
【請求項4】 底部およびそれに一体不可分に繋がる直
胴部を有する単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素材るつ
ぼをフィラメントワインディング法を用いて製造する方
法において、 前記フィラメントワインディング法に用いるマンドレル
の中心軸に垂直な方向に対して、前記直胴部を構成すべ
き炭素繊維が−45°以下または+45°以上の角度と
なるよう炭素繊維を前記マンドレル上に巻付けた後、炭
化処理を行ない、次いで、炭化された成形体の中心軸に
垂直な方向に対して、前記直胴部を構成すべき炭素繊維
が−15°以上+15°以下の角度となるよう炭化され
た成形体上に炭素繊維を巻付ける工程および/または炭
素繊維クロスを前記成形体上に貼り付ける工程を備える
ことを特徴とする、単結晶引き上げ用炭素繊維強化炭素
材るつぼの製造方法。
4. A method of manufacturing a single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible having a bottom portion and a straight body portion inseparably connected to the bottom portion using a filament winding method, wherein a central axis of a mandrel used in the filament winding method is provided. After winding the carbon fibers on the mandrel such that the carbon fibers constituting the straight body have an angle of -45 ° or less or + 45 ° or more with respect to the vertical direction, carbonization is performed, The carbon fibers are wound on the carbonized molded body such that the carbon fibers constituting the straight body have an angle of −15 ° or more and + 15 ° or less with respect to a direction perpendicular to the central axis of the carbonized molded body. A step of attaching and / or a step of attaching a carbon fiber cloth onto the molded body, wherein the single crystal pulling carbon fiber reinforced carbon material crucible is provided. Manufacturing method.
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