CN106966398A - 一种两源可控的SiO生产系统和生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种两源可控的SiO生产系统和生产方法，可解决传统SiO生产系统生产效率低的技术问题。包括双坩埚感应加热部分和静电收集装置，双坩埚感应加热部分设置在不锈钢真空腔体内，双坩埚感应加热部分包括双坩埚和感应加热线圈，感应加热线圈为两个，分别设置在双坩埚的外部，静电收集装置包括收集管和收集杆，收集管内设置成静电金属收集腔体，收集杆设置在收集管内，收集管设置在不锈钢真空腔体的上方并连通到不锈钢真空腔体的内部，还包括电控柜，电控柜与感应加热线圈连接。本发明采用两源控制，能对反应条件进行精确控制，并且能够缩短一氧化硅的生产周期，降低能耗，既能够满足一氧化硅的大规模生产，又能够满足科研院所的探索研究要求。

Description

一种两源可控的SiO生产系统和生产方法
技术领域
本发明涉及真空设备制造领域，具体涉及一种两源可控的SiO生产系统和生产方法。
背景技术
国内现有的用于一氧化硅生产的真空炉多为单坩埚源的生产炉，多为将SiO2和Si粉进行混合之后通过一个蒸发源温度控制进行蒸发，生产工艺不够精准，生产的一氧化硅质量难以保证，不能满足现代化生产的需求。另一方面，加热系统通常采用电阻丝、钼丝等来加热，升温速率慢，无法实现快速生产，不能满足工业化要求。目前市场上的制备一氧化硅的真空炉收料系统都采用普通的罐体冷却沉积，容易造成粉体材料沉积炉体内部，炉体不好清理，收料率低。
发明内容
本发明提出的一种两源可控的SiO生产系统，可解决传统SiO生产系统生产效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种两源可控的SiO生产系统，包括双坩埚感应加热部分和静电收集装置，所述双坩埚感应加热部分设置在不锈钢真空腔体内，双坩埚感应加热部分包括双坩埚和感应加热线圈，所述双坩埚为两个独立的蒸镀坩埚，感应加热线圈为两个，分别设置在蒸镀坩埚的外部，所述静电收集装置包括收集管和收集杆，所述收集管内设置成静电金属收集腔体，收集杆设置在收集管内，所述收集杆带水冷，收集管设置在不锈钢真空腔体的上方并连通到不锈钢真空腔体的内部，还包括电控柜，所述电控柜与感应加热线圈连接。
进一步的，所述双坩埚设置在保温隔热器皿中。
进一步的，所述收集杆的顶部设置提拉装置，提拉装置可控制收集杆旋转和升降，提拉装置与电控柜连接。
进一步的，所述提拉装置为电机。
进一步的，所述双坩埚采用石墨或钼材质。
一种两源可控的SiO生产系统的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：将Si粉和SiO2粉分别投入到独立的两个的坩埚中；
步骤二：密封完好后对不锈钢真空腔体进行抽真空，之后利用电控柜分别对两个坩埚进行独立的程序控温，按照所需的温度上升曲线，到达一定温度后进行共蒸发，Si和SiO2气体分子反应生成SiO气体分子；
步骤三：所生成的SiO气体分子在带有静电及水冷系统的样品收集套件进行沉积；
步骤四：待反应结束后，降温取出沉积好的SiO料。
进一步的，所述步骤三还包括通过提拉装置调控样品固定端的旋转速度和上升位置。
本发明的优点是：
1.采用双坩埚系统，可以将Si粉和SiO2粉放入不同的坩埚中进行蒸发，Si和SiO2的升温速率以及蒸发温度都可通过程序进行单独控制，两源控制使得生产条件更为精准可调，成品SiO质量明显上升。
2.采用感应加热系统进行加热，相较于传统的电阻丝或钼丝加热，升温速率显著提高，生产周期短，更加符合工业生产要求
3.水冷样品杆位置可调，旋转速度可调，并且带有静电收集系统，可以进一步的提高SiO成品的收率，并且避免大量SiO沉积到真空腔体内壁，减少清理腔室的时间，提高生产效率。
综上可知本发明在生产一氧化硅的过程中采用两源控制，能对反应条件进行精确控制，产物质量精确可控，并且能够缩短一氧化硅的生产周期，降低能耗，既能够满足一氧化硅的大规模生产，又能够满足科研院所的探索研究要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的一种两源可控的SiO生产系统，主要由双坩埚感应加热部分、不锈钢真空腔体、带水冷带静电收集的样品收集杆套件及电控柜系统部分组成。
具体包括双坩埚感应加热部分和静电收集装置3，所述双坩埚感应加热部分设置在不锈钢真空腔体5内，双坩埚感应加热部分包括双坩埚和感应加热线圈2，所述双坩埚为两个独立的蒸镀坩埚，感应加热线圈2为两个，分别设置在蒸镀坩埚的外部，所述静电收集装置3包括收集管和收集杆4，所述收集管内设置成静电金属收集腔体，收集杆4设置在收集管内，所述收集杆4带水冷，收集管设置在不锈钢真空腔体5的上方并连通到不锈钢真空腔体5的内部，还包括电控柜6，所述电控柜6与感应加热线圈2连接。
所述双坩埚设置在保温隔热器皿1中，保证温场均匀性。
所述收集杆4的顶部设置提拉装置7，提拉装置7可控制收集杆4旋转和升降，提拉装置7与电控柜6连接。
所述提拉装置7为电机。
所述双坩埚采用石墨或钼材质，优先选用钼坩埚作为盛放原料的容器，坩埚外部包裹保温隔热材料整体防于石英管中。
一种两源可控的SiO生产系统的生产方法，包括以下步骤：
步骤一：将Si粉和SiO2粉分别投入到独立的两个的坩埚中；
步骤二：密封完好后对不锈钢真空腔体5进行抽真空，之后利用电控柜6分别对两个坩埚进行独立的程序控温，按照所需的温度上升曲线，到达一定温度后进行共蒸发，Si和SiO2气体分子反应生成SiO气体分子；
步骤三：所生成的SiO气体分子在带有静电及水冷系统的样品收集套件进行沉积，同时可以调控样品固定端的旋转速度和上升位置，产生更好的物料收集效果。
步骤四：待反应结束后，降温取出沉积好的SiO料。
由上可知，本实施例整个蒸发系统和产物收集系统都在不锈钢真空腔体中，双蒸发坩埚放置于保温隔热材料中，保证温场均匀性，静电收集腔体内部放置有带水冷系统的样品固定杆，样品固定杆的旋转和上升由提拉装置进行控制，整个系统由电控柜系统进行控制，操作方便，控制精准；带水冷带静电收集的的样品收集杆套件在静电金属收集腔体内部放置样品固定杆，采用冷端收集和静电收集相结合的方式进行SiO的收集，收集效率较高。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种两源可控的SiO生产系统，包括双坩埚感应加热部分和静电收集装置(3)，其特征在于：所述双坩埚感应加热部分设置在不锈钢真空腔体(5)内，双坩埚感应加热部分包括双坩埚和感应加热线圈(2)，所述双坩埚为两个独立的蒸镀坩埚，感应加热线圈(2)为两个，分别设置在蒸镀坩埚的外部，所述静电收集装置(3)包括收集管和收集杆(4)，所述收集管内设置成静电金属收集腔体，收集杆(4)设置在收集管内，所述收集杆(4)带水冷，收集管设置在不锈钢真空腔体(5)的上方并连通到不锈钢真空腔体(5)的内部，还包括电控柜(6)，所述电控柜(6)与感应加热线圈(2)连接。
2.根据权利要求1所述的两源可控的SiO生产系统，其特征在于：所述双坩埚设置在保温隔热器皿(1)中。
3.根据权利要求2所述的两源可控的SiO生产系统，其特征在于：所述收集杆(4)的顶部设置提拉装置(7)，提拉装置(7)可控制收集杆(4)旋转和升降，提拉装置(7)与电控柜(6)连接。
4.根据权利要求3所述的两源可控的SiO生产系统，其特征在于：所述提拉装置(7)为电机。
5.根据权利要求4所述的两源可控的SiO生产系统，其特征在于：所述双坩埚采用石墨或钼材质。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的两源可控的SiO生产系统的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将Si粉和SiO2粉分别投入到独立的两个的坩埚中；
步骤二：密封完好后对不锈钢真空腔体(5)进行抽真空，之后利用电控柜(6)分别对两个坩埚进行独立的程序控温，按照所需的温度上升曲线，到达一定温度后进行共蒸发，Si和SiO2气体分子反应生成SiO气体分子；
步骤三：所生成的SiO气体分子在带有静电及水冷系统的样品收集套件进行沉积；
步骤四：待反应结束后，降温取出沉积好的SiO料。
7.根据权利要求6所述的两源可控的SiO生产系统的生产方法，其特征在于：所述步骤三还包括通过提拉装置(7)调控样品固定端的旋转速度和上升位置。
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