石墨坩埚，又称熔铜包、熔铜等，是指以石墨、粘土、硅石和腊石为原料烧制而成的一类坩埚。石墨坩埚主要用来熔炼紫铜、黄铜、金、银、锌和铅等有色金属及其合金。

作为单晶热场系统中的关键核心部件，石墨坩埚的寿命是越长越好，至少我们希望每一个石墨坩埚都能走完预定的寿命周期。然而现实中由于石墨坩埚自身破损导致的提前报废现象却层出不穷。本文立足于石墨坩埚的特点，重点对造成石墨坩埚裂纹的原因进行分析，仅供企业参考借鉴。

一、石墨坩埚的特点

国产石墨坩埚的生产技术水平已经达到甚至超过进口坩埚，优质的国产坩埚一般具备以下特点：

1.高密度使得坩埚具备最好的导热性能，其导热效果明显优于其他进口坩埚；

2.外表特制的釉层和致密的成型材料，大大提高了坩埚的耐腐蚀性能，延长其使用寿命；

3.石墨坩埚中的石墨成分全部采用天然石墨，导热性非常好。

二、石墨坩埚裂纹原因分析

1.设计缺陷

设计缺陷导致的坩埚裂纹表现一般就是在r部与上部坩埚结合部位，多为横向裂纹，且一般是两侧断口低中间高。真正的原因是在使用后坩埚上部壁厚均匀部分与下部逐渐变厚部分的应力集中在这个部位，造成应力集中，最终造成三瓣坩埚断裂。

2.加工缺陷

加工缺陷造成的坩埚断裂表现一般是从接缝处开裂，然后蔓延开，通常是沿垂直方向裂开。造成这类问题的原因主要是接缝过渡的角度（一般是105°或者115°）在相交点部分，没有采用倒圆角缓冲，加上加工过程中刀尖部分对埚体的微观撕裂，以及使用过程中坩埚本身的应力，造成开裂。

3.原料缺陷

石墨坩埚导热及热膨胀的物理性能导致坩埚在速冷速热的情况下容易产生应力且不容易消除；另外在石墨生产过程中，石墨的压型、浸渍、焙烧、石墨化和提纯过程时间长，不容易监测检验，虽然整体表现比较均一，但是在同一块石墨内部各个部分之间还是存在一定的差异性，这就决定了石墨从根本上会存在一定的问题。简言之，石墨坩埚断裂，只是时间长短问题。

4.使用不当

这个主要是在冷却降温拆炉期间发生。出于对提高生产效率的考虑，使用者在拉晶的时候会有一个缩短升温时间、冷却时间及拆炉时间的想法，但是石墨材质能不能顶得住这个降温速度需要慎重考量。石墨材料在温度升高的情况下，强度也会提高，反之，温度降低强度也会降低。升降温过快，外壁和内壁之间的温差引起的应力，超过了坩埚所能承受的范围，裂纹便是必然结果。

5.运输装卸装拆不当

运输装卸主要是在运输过程，这个和各个热场生产厂家的包装有关，也与物流公司有关。装拆主要是在拉晶过程，尤其是新手辅助工拆炉会偶尔发生。

6.存放环境

石墨坩埚严防湿润，存放时必需放在干燥处或木架上。