CN112830494A - 一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法 - Google Patents
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Abstract
一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，该方法使用高温晶相稳定装置对高纯二氧化硅进行高温晶相稳定操作，高温晶相稳定装置包括底座和倾斜安装在底座上的炉体；在炉体内安装有用于盛装高纯二氧化硅的盛料管和用于对盛料管加热的加热管，在盛料管的出料端内固定安装有螺旋阻料板；在炉体上还安装有用于带动盛料管转动的旋转轴，旋转轴的两端分别与盛料管的两端传动连接，在炉体上还固定安装有用于驱动旋转轴转动的驱动机构。该方法设计合理、实施方便，通过对倾斜设置的盛料管进行转动，便于对高纯二氧化硅进行快速、高效的高温处理，从而有效增加高纯二氧化硅的热历史，保证高纯二氧化硅的晶相稳定。
Description
技术领域
本发明涉及高纯二氧化硅生产处理技术领域，特别是一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法。
背景技术
高纯二氧化硅通常指二氧化硅中含有的金属杂质总量小于十万分之一，单个非金属杂质含量小于十万分之一，其用途主要是作集成电路封装剂的填料和制造高纯石英玻璃的原料。
目前，在高纯二氧化硅生产过程中，为进一步去除杂质和保持高纯二氧化硅的晶型稳定，需要对高纯二氧化硅进行高温处理。
现有技术中，一般的方法都是利用高温炉来对高纯二氧化硅进行高温加热、搅拌处理，但是，现有的高温炉一般都是立式的，并且炉体都是固定的，容易造成高纯二氧化硅堆积，受热不均匀，因而造成高温处理时间长、效率低、效果还不好的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、能够有效增加高纯二氧化硅的热历史，保证二氧化硅晶型稳定的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，该方法使用高温晶相稳定装置对高纯二氧化硅进行高温晶相稳定操作，高温晶相稳定装置包括底座和倾斜安装在底座上的炉体；在炉体内安装有用于盛装高纯二氧化硅的盛料管和用于对盛料管加热的加热管，在盛料管的出料端内固定安装有螺旋阻料板；该方法步骤如下：
（1）调整好炉体的倾斜角度，开启加热管，并反向转动盛料管；
（2）从盛料管的进料端向盛料管内连续输入高纯二氧化硅；
（3）进入盛料管的高纯二氧化硅随着盛料管转动，并且在自身重力作用下从盛料管的进料端向出料端移动；
（4）螺旋阻料板对移动至盛料管出料端处的高纯二氧化硅进行阻挡，使高纯二氧化硅缓慢输出盛料管；
（5）如此操作，完成高纯二氧化硅的的高温晶相稳定操作。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，炉体通过铰接轴倾斜安装在底座上，在底座上还固定安装有用于调整炉体倾斜角度的动力机构，在动力机构的输出端固定安装有与炉体配合的滚轮。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，所述动力机构为千斤顶。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，所述盛料管为圆柱状的透明石英管。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，所述螺旋阻料板设置有2个，在2个螺旋阻料板之间留有便于高纯二氧化硅输出的出料间隙。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，所述加热管为电加热管，电加热管设置有10-12个，10-12个电加热管沿盛料管的周向均匀设置在炉体内。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，在盛料管的两端均固定安装有固定轮，在炉体的两端分别安装有2个与盛料管两端的固定轮配合的传动轮，在旋转轴的两端分别固定安装有炉体两端的传动轮传动连接的主动轮。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，在炉体上还安装有用于带动盛料管转动的旋转轴，旋转轴的两端分别与盛料管的两端传动连接，在炉体上还固定安装有用于驱动旋转轴转动的驱动机构；所述驱动机构为驱动电机，驱动电机固定安装在炉体上，驱动电机的输出轴与旋转轴传动连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，炉体的倾斜角度为10°-20°。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，在步骤（4）中输出的高纯二氧化硅先送入冷却机构进行冷却处理，再向外输出。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，所述冷却机构包括支架和倾斜安装在支架上的冷却槽；在冷却槽内安装有用于盛装高纯二氧化硅的冷却管和用于对冷却管降温的冷却水管道，在冷却水管道上设置有若干喷水口，冷却水管道外接供水管道，在冷却槽的底部还连通有排水管道；冷却管较高的一端延伸至冷却槽外侧设置为输入端，冷却管较低的一端延伸至冷却槽外侧设置为输出端，在输出端侧的冷却管内固定安装有螺旋出料板；在冷却槽上还安装有用于带动冷却管转动的驱动轴，驱动轴的两端分别与冷却管的两端传动连接，在冷却槽上还固定安装有用于驱动驱动轴转动的动力装置。
与现有技术相比，本发明通过将炉体倾斜安装在底座上，从而方便将盛料管进行倾斜设置，进而便于将高纯二氧化硅输入输出盛料管，同时，在盛料管转动时，利用加热管对盛料管进行加热，便于高纯二氧化硅在盛料管内边移动边进行快速、均匀受热，避免高纯二氧化硅在盛料管内堆积，提高高纯二氧化硅的受热效率；其次，在出料端的盛料管内安装有螺旋阻料板，能够对高纯二氧化硅阻挡，从而延长高纯二氧化硅在盛料管内的存留时间，有效增加高纯二氧化硅的热历史。该方法设计合理、实施方便，通过对倾斜设置的盛料管进行转动，便于对高纯二氧化硅进行快速、高效的高温处理，从而有效增加高纯二氧化硅的热历史，保证高纯二氧化硅的晶相稳定。
附图说明
图1为本发明使用的机械装置的结构示意图；
图2为本发明盛料管的机械传动示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，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，都属于本发明保护的范围。
参照图1-2，一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，该方法使用高温晶相稳定装置对高纯二氧化硅进行高温晶相稳定操作，高温晶相稳定装置包括底座2和倾斜安装在底座2上的炉体1；在炉体1内安装有用于盛装高纯二氧化硅的盛料管3和用于对盛料管3加热的加热管4，盛料管3较高的一端延伸至炉体1外侧设置为进料端5，盛料管3较低的一端延伸至炉体1外侧设置为出料端6，在盛料管3的出料端6内固定安装有螺旋阻料板7；
该方法步骤如下：
（1）调整好炉体1的倾斜角度，开启加热管4，并反向转动盛料管3；
（2）从盛料管3的进料端5向盛料管3内连续输入高纯二氧化硅；
（3）进入盛料管3的高纯二氧化硅随着盛料管3转动，并且在自身重力作用下从盛料管3的进料端5向出料端6移动；
（4）螺旋阻料板7对移动至盛料管3出料端6处的高纯二氧化硅进行阻挡，使高纯二氧化硅缓慢输出盛料管3；
（5）如此操作，完成高纯二氧化硅的的高温晶相稳定操作。
螺旋阻料板7的设置，用于对高纯二氧化硅进行阻挡，使得高纯二氧化硅缓慢向外输出，便于保证高纯二氧化硅在盛料管3内的存留时间，从而保证高纯二氧化硅的热历史，保证高纯二氧化硅的晶型稳定；加热管4用于对盛料管3进行加热，进而使得盛料管3内的高纯二氧化硅受热；
盛料管3横向平行贯穿在炉体1，与炉体1一样倾斜设置，使得输入盛料管3内的高纯二氧化硅随着盛料管3转动，从盛料管3的进料端5移动至盛料管3的出料端6，在螺旋阻料板7的阻挡下，缓慢向外输出，便于保证高纯二氧化硅在盛料管3内的存留时间，从而保证高纯二氧化硅的热历史，保证高纯二氧化硅的晶型稳定；
炉体1通过铰接轴10倾斜安装在底座2上，在底座2上还固定安装有用于调整炉体1倾斜角度的动力机构11，在动力机构11的输出端18固定安装有与炉体1配合的顶撑滚轮12。铰接轴10的设置，便于炉体1与底座2之间进行相对转动，从而调整炉体1的倾斜角度；顶撑滚轮12的设置，便于动力机构11向上顶撑炉体1，对炉体1的倾斜角度进行调节；在炉体1的底部设置有与顶撑滚轮12配合的滚动槽，方便顶撑滚轮12对炉体1进行滚动支撑；炉体1的倾斜角度调整范围为10°-20°。
所述动力机构11为千斤顶22；优选的，动力机构11采用螺旋千斤顶22，便于人工手摇操作，向上顶起炉体1，从而便于调整炉体1的倾斜角度；在动力机构11的安装处的炉体1和底座2之间还固定连接有安全链条，避免炉体1倾斜动力机构11所在侧的另一侧过度倾斜；实际使用中，炉体1始终向动力机构11的一侧倾斜，最多为炉体1保持水平状态，因而动力机构11设置在出料端6侧的底座2上，便于高纯二氧化硅的进料和出料。
所述盛料管3为圆柱状的透明石英管，方便制作和安装，同时便于既便于将高纯二氧化硅输入盛料管3内，又便于高纯二氧化硅沿着盛料管3的内壁从盛料管3的进料端5向出料端6移动。
所述螺旋阻料板7设置有2个，在2个螺旋阻料板7之间留有便于高纯二氧化硅输出的出料间隙。优选的，2个螺旋出料板19均为顺时针螺旋，在盛料管3顺时针转动时，高纯二氧化硅能够从出料间隙处输出，在盛料管3逆时针转动时，高纯二氧化硅很难从出料间隙处输出。
所述加热管4为电加热管4，电加热管4设置有10-12个，10-12个电加热管4沿盛料管3的周向均匀设置在炉体1内，便于对盛料管3进行均匀加热，进而使盛料管3内的高纯二氧化硅均匀受热，提高高温相变处理效率。
在盛料管3的两端均固定安装有固定轮25，在炉体1的两端分别安装有2个与盛料管3两端的固定轮25配合的传动轮26，在旋转轴8的两端分别固定安装有炉体1两端的传动轮26传动连接的主动轮27。在炉体1两端的传动轮26的中部均设置有与固定轮配合的传动槽，便于对固定轮进行支撑、传动；炉体1两端的传动轮26上均固定安装有连接轴28，连接轴28通过轴承和轴承座安装在炉体1上，在连接轴28上均固定安装有过渡轮29，过渡轮29与主动轮27通过链条30传动连接，便于主动轮29带动传动轮26，进而带动固定轮25转动。
在炉体上还安装有用于带动盛料管转动的旋转轴8，旋转轴8的两端分别与盛料管的两端传动连接，在炉体上还固定安装有用于驱动旋转轴8转动的驱动机构9；所述驱动机构9为驱动电机，驱动电机固定安装在炉体1上，驱动电机的输出轴与旋转轴8传动连接。旋转轴8通过轴承和轴承座安装在炉体1上，在旋转轴8上固定安装有传动齿轮，在驱动电机的输出轴上固定安装有与传动齿轮啮合的主动齿轮，便于驱动电机动作，通过主动齿轮与传动齿轮配合，驱动旋转轴8转动。
在步骤（4）中输出的高纯二氧化硅先送入冷却机构进行冷却处理，再向外输出，便于将高纯二氧化硅快速冷却至室温水平，便于直接进行包装、输出或者存储；
所述冷却机构包括支架14和倾斜安装在支架14上的冷却槽13；在冷却槽13内安装有用于盛装高纯二氧化硅的冷却管15和用于对冷却管15降温的冷却水管道16，在冷却水管道16上设置有若干喷水口，冷却水管道16外接供水管道，在冷却槽13的底部还连通有排水管道24；冷却管15较高的一端延伸至冷却槽13外侧设置为输入端17，冷却管15较低的一端延伸至冷却槽13外侧设置为输出端18，在输出端18侧的冷却管15内固定安装有螺旋出料板19；在冷却槽13上还安装有用于带动冷却管15转动的驱动轴20，驱动轴20的两端分别与冷却管15的两端传动连接，在冷却槽13上还固定安装有用于驱动驱动轴20转动的动力装置21；冷却管15的直径大于盛料管3的直径，从而可以将冷却管15的输入端17套装到盛料管3的出料端6，便于盛料管3内的高纯二氧化硅直径输出到冷却管15内，进行冷却处理；
冷却机构的设计原理与高温晶相稳定装置的设计原理一致，结构相似，具体为：冷却管15横向平行贯穿在冷却槽13，与冷却槽13一样倾斜设置，便于在动力装置21的带动下，进行转动，使得输入冷却管15内的高纯二氧化硅随着冷却管15转动，从冷却管15的输入端17移动至冷却管15的输出端18，在螺旋出料板19的配合下，缓慢向外输出，便于保证高纯二氧化硅在冷却管15内的存留时间，从而保证高纯二氧化硅了冷却效果；冷却水管道16用于对冷却管15进行喷洒冷却水，进而使得冷却管15内的高纯二氧化硅降温，进而达到快速冷却的目的；动力装置21用于驱动驱动轴20转动，进而带动盛料管3转动，便于盛料管3带动高纯二氧化硅进行旋转降温，使得高纯二氧化硅冷却更加均匀、快速，进而提高高纯二氧化硅的冷却效率；
冷却槽13通过铰接轴倾斜安装在支架14上，在支架14上还固定安装有用于调整冷却槽13倾斜角度的千斤顶22，在千斤顶22的输出端18固定安装有与冷却槽13配合的支撑滚轮23。铰接轴的设置，便于冷却槽13与支架14之间进行相对转动，从而调整冷却槽13的倾斜角度；支撑滚轮23的设置，便于千斤顶22向上顶撑冷却槽13，对冷却槽13的倾斜角度进行调节；在冷却槽13的底部设置有与支撑滚轮23配合的滚动槽，方便支撑滚轮23对冷却槽13进行滚动支撑；冷却槽13的倾斜角度调整范围为10°-20°；
所述冷却管15为圆柱状的透明石英管，方便制作和安装；
在冷却管15的两端均固定安装有固定轮，在冷却槽13的两端分别安装有2个与冷却管15两端的固定轮配合的传动轮，在驱动轴20的两端分别固定安装有冷却槽13两端的传动轮传动连接的主动轮；在冷却槽13两端的传动轮的中部均设置有与固定轮配合的传动槽，便于对固定轮进行支撑、传动；冷却槽13两端的传动轮上均固定安装有连接轴，连接轴通过轴承和轴承座安装在冷却槽13上，在连接轴上均固定安装有过渡轮，过渡轮与主动轮通过链条传动连接，便于主动轮带动传动轮，进而带动固定轮转动；
所述动力装置21为电机，电机固定安装在冷却槽13上，电机的输出轴与驱动轴20传动连接。驱动轴20通过轴承和轴承座安装在冷却槽13上，在驱动轴20上固定安装有传动齿轮，在电机的输出轴上固定安装有与传动齿轮啮合的主动齿轮，便于电机动作，通过主动齿轮与传动齿轮配合，带动驱动轴20转动。
Claims (10)
1.一种高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：该方法使用高温晶相稳定装置对高纯二氧化硅进行高温晶相稳定操作，高温晶相稳定装置包括底座和倾斜安装在底座上的炉体；在炉体内安装有用于盛装高纯二氧化硅的盛料管和用于对盛料管加热的加热管，在盛料管的出料端内固定安装有螺旋阻料板；该方法步骤如下：
（1）调整好炉体的倾斜角度，开启加热管，并反向转动盛料管；
（2）从盛料管的进料端向盛料管内连续输入高纯二氧化硅；
（3）进入盛料管的高纯二氧化硅随着盛料管转动，并且在自身重力作用下从盛料管的进料端向出料端移动；
（4）螺旋阻料板对移动至盛料管出料端处的高纯二氧化硅进行阻挡，使高纯二氧化硅缓慢输出盛料管；
（5）如此操作，完成高纯二氧化硅的的高温晶相稳定操作。
2.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：炉体通过铰接轴倾斜安装在底座上，在底座上还固定安装有用于调整炉体倾斜角度的动力机构，在动力机构的输出端固定安装有与炉体配合的滚轮。
3.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：所述盛料管为圆柱状的透明石英管。
4.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：所述螺旋阻料板设置有2个，在2个螺旋阻料板之间留有便于高纯二氧化硅输出的出料间隙。
5.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：所述加热管为电加热管，电加热管设置有10-12个，10-12个电加热管沿盛料管的周向均匀设置在炉体内。
6.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：在盛料管的两端均固定安装有固定轮，在炉体的两端分别安装有2个与盛料管两端的固定轮配合的传动轮，在旋转轴的两端分别固定安装有炉体两端的传动轮传动连接的主动轮。
7.根据权利要求1或6所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：在炉体上还安装有用于带动盛料管转动的旋转轴，旋转轴的两端分别与盛料管的两端传动连接，在炉体上还固定安装有用于驱动旋转轴转动的驱动机构；所述驱动机构为驱动电机，驱动电机固定安装在炉体上，驱动电机的输出轴与旋转轴传动连接。
8.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：炉体的倾斜角度为10°-20°。
9.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：
在步骤（4）中输出的高纯二氧化硅先送入冷却机构进行冷却处理，再向外输出。
10.根据权利要求9所述的高纯二氧化硅高温晶相稳定方法，其特征在于：所述冷却机构包括支架和倾斜安装在支架上的冷却槽；在冷却槽内安装有用于盛装高纯二氧化硅的冷却管和用于对冷却管降温的冷却水管道，在冷却水管道上设置有若干喷水口，冷却水管道外接供水管道，在冷却槽的底部还连通有排水管道；冷却管较高的一端延伸至冷却槽外侧设置为输入端，冷却管较低的一端延伸至冷却槽外侧设置为输出端，在输出端侧的冷却管内固定安装有螺旋出料板；在冷却槽上还安装有用于带动冷却管转动的驱动轴，驱动轴的两端分别与冷却管的两端传动连接，在冷却槽上还固定安装有用于驱动驱动轴转动的动力装置。
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