CN205275782U - 含氮化硅硅料的处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一种含氮化硅硅料的处理系统，其特征在于它包括从左至右依次包括第一碱洗装置（1）、第一酸洗装置（2）、第二碱洗装置（3）、第二酸洗装置（4）、第三酸洗装置（5）、水洗装置（6）、超声装置（7）以及烘干装置（8）。本实用新型含氮化硅硅料的处理系统具有可以对铸锭边皮切割小料及顶条料进行表面吸附的氮化硅及其他氧化杂质进行有效去除的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种含氮化硅硅料的处理系统。
背景技术
在目前传统铸锭生产工艺中，主要工艺流程为坩埚喷涂、装料、抽空、加热、熔化、长晶、退火冷却、出锭、脱模等。一般冷却后硅锭的脱模完整性通常与喷涂质量息息相关，在硅锭的加工过程中，为保证高温下陶瓷坩埚与硅料的有效隔离，传统做法是在铸锭坩埚内表面喷涂氮化硅粉末层，或烧结或用溶胶凝胶等工艺使得该氮化硅粉末层均匀附着在铸锭坩埚壁。
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；耐酸耐腐蚀高温时抗氧化，而且它还能抵抗冷热冲击，正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，用于铸锭生产可以有效隔离硅料与陶瓷坩埚之间发生反应，避免石英坩埚破裂、粘锅现象的发生。
为了增加原料使用率，一般情况下对于开方截断后产生的边皮料、顶条料等会收集处理回收再利用，由于坩埚内壁喷涂了性质稳定的氮化硅粉，往往在长晶结束后与氮化硅粉接触的硅锭部分会吸附氮化硅颗粒及其他氧化物杂质等，脱模后的大锭经切方后产生的边皮料、顶条料等含有该部分杂质，若处理不干净勉强使用会造成杂质率上升，严重影响铸锭品质。
对于规则的大块边皮料可以通过砂轮片表面打磨去除杂质、不规则孔洞杂质等，对于不规则的块状小料及顶条料等无法通过机械打磨的方式去除干净，往往作为废料处理。
因此寻求一种可以对铸锭边皮切割小料及顶条料进行表面吸附的氮化硅及其他氧化杂质进行有效去除的含氮化硅硅料的处理系统尤为重要。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种可以对铸锭边皮切割小料及顶条料进行表面吸附的氮化硅及其他氧化杂质进行有效去除的含氮化硅硅料的处理系统。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种含氮化硅硅料的处理系统，其特征在于它包括从左至右依次包括第一碱洗装置、第一酸洗装置、第二碱洗装置、第二酸洗装置、第三酸洗装置、水洗装置、超声装置以及烘干装置。
所述第一碱洗装置包括左右布置的第一氢氧化钠溶液池以及第一去离子水冲洗池，所述第一酸洗装置包括左右布置的盐酸溶液池以及第二去离子水冲洗池，所述第二碱洗装置包括左右布置的第二氢氧化钠溶液池以及第三去离子水冲洗池，所述第二酸洗装置包括左右布置的硝酸溶液池以及第四去离子水冲洗池，所述第三酸洗装置包括左右布置的氢氟酸硝酸混合溶液池以及第五去离子水冲洗池。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型首先利用强碱腐蚀去除铸锭边皮小料及顶条料靠近坩埚面附着的氮化硅颗粒，之后再利用弱酸对碱处理后硅料表面碱残留进行清理，再通过混酸腐蚀去除硅料表面的其他氧化物及非硅杂质，去离子水的冲洗及超声工艺可实现硅块表面的酸残留快速有效去除。对于体积偏小无法通过打磨处理的铸锭边皮小料及顶条料，可以通过化学方法进行处理，完全达到产品投料要求，同时硅料处理耗损小，可有效提升硅料的回收率，能有效节省人力物力，降低回收成本。因此本实用新型含氮化硅硅料的处理系统具有可以对铸锭边皮切割小料及顶条料进行表面吸附的氮化硅及其他氧化杂质进行有效去除的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：
第一碱洗装置1、第一氢氧化钠溶液池1.1、第一去离子水冲洗池1.2
第一酸洗装置2、盐酸溶液池2.1、第二去离子水冲洗池2.2
第二碱洗装置3、第二氢氧化钠溶液池3.1、第三去离子水冲洗池3.2
第二酸洗装置4、硝酸溶液池4.1、第四去离子水冲洗池4.2
第三酸洗装置5、氢氟酸硝酸混合溶液池5.1、第五去离子水冲洗池5.2
水洗装置6
超声装置7
烘干装置8。
具体实施方式
参见图1，本实用新型涉及的一种含氮化硅硅料的处理系统，它包括从左至右依次包括第一碱洗装置1、第一酸洗装置2、第二碱洗装置3、第二酸洗装置4、第三酸洗装置5、水洗装置6、超声装置7以及烘干装置8，所述第一碱洗装置1包括左右布置的第一氢氧化钠溶液池1.1以及第一去离子水冲洗池1.2，所述第一酸洗装置2包括左右布置的盐酸溶液池2.1以及第二去离子水冲洗池2.2，所述第二碱洗装置3包括左右布置的第二氢氧化钠溶液池3.1以及第三去离子水冲洗池3.2，所述第二酸洗装置4包括左右布置的硝酸溶液池4.1以及第四去离子水冲洗池4.2，所述第三酸洗装置5包括左右布置的氢氟酸硝酸混合溶液池5.1以及第五去离子水冲洗池5.2，所述水洗装置6包括纯水池，所述超声装置7包括去离子水超声水池。
一种含氮化硅硅料的处理系统的使用方法如下：
1、碱腐蚀：将铸锭边皮切割小料及顶条料放入第一碱洗装置1的第一氢氧化钠溶液池1.1内反应10~120min，氢氧化钠溶液质量浓度为15%~60%，反应结束后将硅料（铸锭边皮切割小料及顶条料）在第一去离子水冲洗池1.2进行去离子水冲洗至中性PH=7；
2、将步骤1处理后的硅料在第一酸洗装置2的盐酸溶液池2.1内反应5-60min，盐酸溶液质量浓度为5%~10%，反应结束后将硅料在第二去离子水冲洗池2.2进行去离子水冲洗至中性PH=7；
3、将步骤2处理后的硅块在第二碱洗装置3的第二氢氧化钠溶液池3.1反应10~60min，氢氧化钠溶液质量浓度为20%~40%，反应结束后将硅料在第三去离子水冲洗池3.2进行去离子水冲洗2~5min；
4、将步骤3处理后的硅料在第二酸洗装置4的硝酸溶液池4.1内反应5~60min，硝酸溶液的质量浓度为5%~20%，反应结束后将硅料在第四去离子水冲洗池4.2进行去离子水冲洗至中性PH=7；
5、将步骤4处理后的硅块在第三酸洗装置5的氢氟酸硝酸混合溶液池5.1内反应30~300s，所述氢氟酸质量浓度为40%~49%，所述硝酸质量浓度为65~68%，氢氟酸和硝酸的体积比为1:5~30；反应结束后将硅料在第五去离子水冲洗池5.2进行去离子水冲洗至中性PH=7；
6、将步骤5处理后的硅料在水洗装置6的吹水池内浸没并浸泡3~5min，硅料避免硅料直接接触空气；
7、步骤6浸泡后的硅料放入超声装置7的30~60℃的去离子水超声水池中超声30-60min；
8、步骤7超声处理后的硅料用烘干装置在100~150℃下烘干。
本实用新型首先利用强碱腐蚀去除铸锭边皮小料及顶条料靠近坩埚面附着的氮化硅颗粒，之后再利用弱酸对碱处理后硅料表面碱残留进行清理，再通过混酸腐蚀去除硅料表面的其他氧化物及非硅杂质，去离子水的冲洗及超声工艺可实现硅块表面的酸残留快速有效去除。对于体积偏小无法通过打磨处理的铸锭边皮小料及顶条料，可以通过化学方法进行处理，完全达到产品投料要求，同时硅料处理耗损小，可有效提升硅料的回收率，能有效节省人力物力，降低回收成本。
Claims (2)
1.一种含氮化硅硅料的处理系统，其特征在于它包括从左至右依次包括第一碱洗装置（1）、第一酸洗装置（2）、第二碱洗装置（3）、第二酸洗装置（4）、第三酸洗装置（5）、水洗装置（6）、超声装置（7）以及烘干装置（8）。
2.根据权利要求1所述的一种含氮化硅硅料的处理系统，其特征在于所述第一碱洗装置（1）包括左右布置的第一氢氧化钠溶液池（1.1）以及第一去离子水冲洗池（1.2），所述第一酸洗装置（2）包括左右布置的盐酸溶液池（2.1）以及第二去离子水冲洗池（2.2），所述第二碱洗装置（3）包括左右布置的第二氢氧化钠溶液池（3.1）以及第三去离子水冲洗池（3.2），所述第二酸洗装置（4）包括左右布置的硝酸溶液池（4.1）以及第四去离子水冲洗池（4.2），所述第三酸洗装置（5）包括左右布置的氢氟酸硝酸混合溶液池（5.1）以及第五去离子水冲洗池（5.2）。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106498503A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-03-15 | 江苏迩高新能源科技有限公司 | 块状硅原料的碱式清洗车间结构 |
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