CN102489372A - 多晶硅棒破碎方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多晶硅棒破碎方法及设备。一种多晶硅棒破碎方法，包括：采用微波作为热源，加热多晶硅棒；将加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却，以使所述多晶硅棒获得晶间应力。一种多晶硅棒破碎设备，包括：采用微波作为热源，对多晶硅棒进行加热的加热室；与所述加热室相连，用于将加热后的多晶硅棒快速冷却的冷却室。应用上述技术方案，首先采用微波作为热源，将多晶硅棒加热，其次，将加热后的多晶硅棒快速冷却，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力使自身瞬间破碎，避免产生大量的碎屑和微粉。因此，与现有技术相比，本技术方案解决了现有机械破碎方式导致的杂质玷污、收率降低、进一步污染环境和降低生产安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅材料加工技术领域，更具体地说，特别涉及一种多晶硅棒破碎方法及设备。
背景技术
多晶硅为光伏产业和半导产业的基本原料，近年来在国内取得了井喷式的高速发展。在还原炉内生产得到的多晶硅棒需要进行破碎成单晶硅生产所必须的块状原料进行包装仓储，因此多晶硅棒的破碎是多晶硅工厂后处理的一个重要环节。
目前国内多晶硅破碎方式普遍采用机械破碎方法，然而机械破碎方法极易对多晶硅棒带来金属离子污染。同时破碎过程中极易产生大量的碎屑和微粉，降低收率。进一步地，细碎屑和微粉形成粉尘，污染环境。而且，直径在150微米以下的粉尘，分布在空气中易燃易爆，生产安全性降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种多晶硅棒破碎方法及设备，以解决现有机械破碎方式导致的杂质玷污、收率降低、进一步污染环境和降低生产安全性的问题。
基于本发明的一方面，提供了一种多晶硅棒破碎方法，包括：
采用微波作为热源，加热多晶硅棒；
将加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却，以使所述多晶硅棒获得晶间应力。
优选地，加热后的多晶硅棒跌落在圆锥状破碎镐上，且在所述加热后的多晶硅棒跌落过程中对所述加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却。
优选地，将所述多晶硅棒加热至400℃至1100℃范围内。
优选地，还包括：在破碎过程中，采用封闭的非金属保护内胆和惰性气体对多晶硅棒进行保护。
基于本发明的另一方面，还提供一种多晶硅棒破碎设备，包括：
采用微波作为热源，对多晶硅棒进行加热的加热室；
与所述加热室相连，用于将加热后的多晶硅棒快速冷却的冷却室。
优选地，所述加热室和所述冷却室之间设有内闸门机构。
优选地，所述冷却室底部设有由石英制成的圆锥状破碎镐。
优选地，还包括：用于将所述多晶硅棒放置到所述加热室，并将加热后的多晶硅棒送入到所述冷却室的送料机构。
优选地，所述送料机构上设有张叉。
优选地，所述加热室底部设置有物料提升机构。
优选地，所述加热室内设有红外测温仪。
优选地，所述加热室设有采用微波作为热源的微波源，所述加热室的内胆由石英制成，所述内胆外加有保温层。
优选地，所述冷却室内设有高压制冷喷嘴。
优选地，所述冷却室侧面设有门，且所述冷却室上设有高压制冷剂入口和高压制冷剂出口。
应用上述技术方案，首先采用微波作为热源，将多晶硅棒加热，其次，将加热后的多晶硅棒快速冷却，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力使自身瞬间破碎，避免产生大量的碎屑和微粉。因此，与现有技术相比，本技术方案解决了现有机械破碎方式导致的杂质玷污、收率降低、进一步污染环境和降低生产安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地加以说明，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的多晶硅棒破碎方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的另一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的再一种结构示意图；
图5为本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的再一种结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的多晶硅棒破碎方法的流程图，可以包括以下步骤：
步骤101：采用微波作为热源，加热多晶硅棒。其中，将多晶硅棒加热至400℃至1100℃范围内。
步骤102：将加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却，以使所述多晶硅棒获得晶间应力。
在本实施例中，加热后的多晶硅棒跌落在圆锥状破碎镐上，且在所述加热后的多晶硅棒跌落过程中对所述加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却。
在破碎过程中，采用封闭的非金属保护内胆和惰性气体对多晶硅棒进行保护，以防止多晶硅棒在破碎过程中被氧化和被金属污染。
应用上述技术方案，首先采用微波作为热源，将多晶硅棒加热，其次，将加热后的多晶硅棒快速冷却，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力使自身瞬间破碎，避免产生大量的碎屑和微粉。因此，与现有技术相比，本技术方案解决了现有机械破碎方式导致的杂质玷污、收率降低、进一步污染环境和降低生产安全隐患。
与上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种多晶硅棒破碎设备，其结构示意图请参阅图2，可以包括：加热室1和冷却室2。
其中，加热室1采用微波作为热源，对多晶硅棒进行加热至400℃至1100℃范围内。冷却室2与加热室1相连，加热后的多晶硅棒被送到冷却室2中，使加热后的多晶硅棒在冷却室2中快速冷却，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力使自身瞬间破碎。
上述加热室1和冷却室2之间设有内闸门机构3，如图2所示。内闸门机构3将加热室1和冷却室2隔开。冷却室2底部设有圆锥状破碎镐4，在多晶硅锭棒掉下到冷却室2的过程中，多晶硅棒以自由运动在自身的重力加速下高速撞击圆锥状破碎镐4，从而使多晶硅棒被瞬间击碎。圆锥状破碎镐4由石英制作而成，可以避免多晶硅棒不被金属污染。
在本发明中，多晶硅棒破碎设备还包括：送料结构5，如图3所示。图3是本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的另一种结构示意图。其中，送料机构5采用链条传动方式，将多晶硅棒放置到加热室1，并将加热后的多晶硅棒送入到冷却室2中。此外，送料机构5设有一张叉6，当加热后的多晶硅棒被送入冷却室2时，张叉6打开，从而多晶硅棒瞬间跌落到冷却室2内。同时，送料机构5由石英制作，以保证多晶硅棒不被金属污染。
为了将多晶硅棒从送料结构5上取下放到加热室1内，本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备还包括物料提升机构7，如图4所示。其中，图4是本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的再一种结构示意图。物料提升机构7设置在加热室1的底部，在送料机构5把多晶硅棒送入到加热室1内后，物料提升机构7把多晶硅棒抬起，送料机构5返回到冷却室2，物料提升机构7下降把多晶硅棒放置到加热室1内。然后内闸门机构3的内闸门关闭，使整个加热室1为密封状态。待内闸门关闭后，对加热室1进行抽真空同时进行充高纯氮气，使加热室1内的空气得到置换，开始对多晶硅棒进行快速加热。
在加热室1内还设有红外测温仪8，如图5所示。其中，图5是本发明实施例提供的多晶硅棒破碎设备的再一种结构示意图。红外测温仪8用于测量加热室1内的加热温度。
上述加热室1设有采用微波作为热源的微波源9，如图5所示。微波源9对多晶硅棒快速加热，多晶硅棒可以很好的吸收微波，因此在微波作用下，多晶硅棒能够快速加热至很高温度。如图5所示。加热室1的内胆10由石英制成，可以避免多晶硅棒受到金属污染，且内胆10外加有保温层，如图4所示。
冷却室2内设有高压制冷喷嘴11，如图5所示，在多晶硅棒落入到冷却室2过程中，高压制冷喷嘴11开始对多晶硅棒喷射高压水，使多晶硅棒得到一个瞬间的晶间应力，从而能使多晶硅棒瞬间破碎。冷却室2内壁衬有一层石英，从而使多晶硅棒避免了与金属接触使之保护多晶硅棒在破碎过程中不被污染，保证了多晶硅棒的纯度，也免去了破碎后的酸洗工序。
上述冷却室2内还设有高压制冷剂入口12和高压制冷剂出口13，如图5所示。当采用液态制冷剂时，高压制冷剂入口12作为液态制冷剂入口及高压制冷剂喷嘴11通入冷却室2内，高压制制冷剂出口13作为液态制冷剂循环出口；当采用气态制冷剂时，此时高压制冷剂入口12关断只有高压制冷剂喷嘴11工作，高压制制冷剂出口13作为液态制冷回收口。
在冷却室2侧面还设有门14，如图3所示。在破碎过程门14始终密封关闭，在多晶硅棒破碎后，先将冷却室2内制冷剂抽走，然后打开门14将破碎后的多晶硅棒取走。
应用上述技术方案，首先加热室1采用微波作为热源，将多晶硅棒加热，其次，将加热后的多晶硅棒送到冷却室2快速冷却，从而使多晶硅棒获得一个瞬间的晶间应力使自身瞬间破碎，避免产生大量的碎屑和微粉。因此，与现有技术相比，本技术方案解决了现有机械破碎方式导致的杂质玷污、收率降低、进一步污染环境和降低生产安全隐患。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够很容易实现或很容易能够使用本发明的中的技术要领。本领域的专业技术人员来对这些实施案例的所进行的各种修改所实现的任何方法或设备均属于本专利发明内容。由些可见，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的内容主旨或范围的情况下，在本领域的其它实施案例中得以实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，任何符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致方法与设备将都属于本专利保护范围。
Claims (10)
1.一种多晶硅棒破碎方法，其特征在于，包括：
采用微波作为热源，加热多晶硅棒；
将加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却，以使所述多晶硅棒获得晶间应力。
2.根据权利要求1所述的多晶硅棒破碎方法，其特征在于，加热后的多晶硅棒跌落在圆锥状破碎镐上，且在所述加热后的多晶硅棒跌落过程中对所述加热后的多晶硅棒进行瞬间冷却。
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒破碎方法，其特征在于，将所述多晶硅棒加热至400℃至1100℃范围内。
4.根据权利要求1或2所述的多晶硅棒破碎方法，其特征在于，还包括：在破碎过程中，采用封闭的非金属保护内胆和惰性气体对多晶硅棒进行保护。
5.一种多晶硅棒破碎设备，其特征在于，包括：
采用微波作为热源，对多晶硅棒进行加热的加热室；
与所述加热室相连，用于将加热后的多晶硅棒快速冷却的冷却室。
6.根据权利要求5所述的多晶硅棒破碎设备，其特征在于，所述加热室和所述冷却室之间设有内闸门机构。
7.根据权利要求5所述的多晶硅棒破碎设备，其特征在于，所述冷却室底部设有由石英制成的圆锥状破碎镐。
8.根据权利要求5所述的多晶硅棒破碎设备，其特征在于，还包括：用于将所述多晶硅棒放置到所述加热室，并将加热后的多晶硅棒送入到所述冷却室的送料机构。
9.根据权利要求8所述的多晶硅棒破碎设备，其特征在于，所述送料机构上设有张叉；
所述加热室底部设置有物料提升机构。
10.根据权利要求5所述的多晶硅棒破碎设备，其特征在于，所述加热室内设有红外测温仪。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 410118 Hunan Dingli Technology Co., Ltd., east of Lantian North Road, north of liangtang East Road and west of Shuangtang Road, Xingsha industrial base, Changsha Economic and Technological Development Zone, Changsha City, Hunan Province Patentee after: ADVANCED CORPORATION FOR MATERIALS & EQUIPMENTS Co.,Ltd. Address before: Changsha County City, Hunan province 410118 Changsha Muyun Town Industrial Park Patentee before: ADVANCED CORPORATION FOR MATERIALS & EQUIPMENTS Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 410199 No. 1271, liangtang East Road, Xingsha industrial base (Changlong Street), Changsha area, China (Hunan) pilot Free Trade Zone, Changsha, Hunan Province Patentee after: ADVANCED CORPORATION FOR MATERIALS & EQUIPMENTS Co.,Ltd. Address before: 410118 Hunan Dingli Technology Co., Ltd., east of Lantian North Road, north of liangtang East Road and west of Shuangtang Road, Xingsha industrial base, Changsha Economic and Technological Development Zone, Changsha City, Hunan Province Patentee before: ADVANCED CORPORATION FOR MATERIALS & EQUIPMENTS Co.,Ltd. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 410199 No. 1271, liangtang East Road, Xingsha industrial base (Changlong Street), Changsha area, China (Hunan) pilot Free Trade Zone, Changsha, Hunan Province Patentee after: Hunan Dingli Technology Co.,Ltd. Address before: 410199 No. 1271, liangtang East Road, Xingsha industrial base (Changlong Street), Changsha area, China (Hunan) pilot Free Trade Zone, Changsha, Hunan Province Patentee before: ADVANCED CORPORATION FOR MATERIALS & EQUIPMENTS Co.,Ltd. |
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