CN218175110U - 材料表面处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种材料表面处理装置，其包括材料盛放槽、腐蚀液槽及清洗液槽；材料盛放槽用于收容待表面腐蚀的材料，材料盛放槽具有第一底壁和第一周壁，第一底壁和第一周壁围成第一收容腔，第一收容腔用于收容待表面腐蚀的材料，第一底壁用于支撑待表面腐蚀的材料，第一底壁具有多个通孔；腐蚀液槽用于盛放腐蚀液以及材料盛放槽，腐蚀液用于流通通过盛放在腐蚀液槽中的材料盛放槽的多个通孔、进而淹没待表面腐蚀的材料并对待表面腐蚀的材料进行表面腐蚀处理；清洗液槽用于盛放清洗液以及材料盛放槽，清洗液用于流通通过盛放在清洗液槽中的材料盛放槽的多个通孔、进而淹没已表面腐蚀的材料并对已表面腐蚀的材料进行表面清洗。由此能够提高表面处理的效率。

Description

材料表面处理装置

技术领域

本公开涉及材料领域，具体涉及一种材料表面处理装置。

背景技术

制备红外级锗单晶或探测器级高纯锗均对锗原料的纯度要求很高，在提纯前，必须对锗原料进行表面腐蚀处理，将原料表面的氧化层及一些粘杂物去除。

HF/HNO₃是一种常见的腐蚀体系，锗在这种腐蚀液中进行腐蚀时，主要化学反应方程式如下:

(1)Ge+HNO₃＝GeO+NO₂

(2)GeO+HNO₂＝GeO₂+NO₂

(3)GeO+HF＝H₂GeF₆+H₂O

锗是一种脆而坚硬的物质，如果腐蚀装置设置不合理，在放入锗原料或腐蚀过程中锗原料很容易与腐蚀装置发生碰撞，损坏腐蚀装置或撞碎锗原料。同时锗原料与腐蚀装置接触时腐蚀不彻底，接触的地方常常出现发白或者发黑的氧化物，且接触面积越大，腐蚀效果越差；除此之外，在腐蚀及清洗过程中，如果控制不好温度及热均匀等因素，锗料在应力的作用下极容易产生裂纹。

此外，与腐蚀装置配套使用的是清洗装置，清洗装置对表面腐蚀的锗进行表面清洁，而通常的操作是腐蚀完成后将表面腐蚀的锗取出再放置到清洗装置中进行清洗，清洗完成后，再将清洗完成的锗取出。在采用腐蚀装置和清洗装置的组合中，锗的置入和取出方式导致表面处理的效率低。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种材料表面处理装置，其至少能够提高表面处理的效率。

由此，在一些实施例中，一种材料表面处理装置包括彼此独立的材料盛放槽、腐蚀液槽以及清洗液槽；材料盛放槽用于收容待表面腐蚀的材料，材料盛放槽具有第一底壁和第一周壁，第一底壁和第一周壁围成上开口的第一收容腔，第一收容腔用于收容待表面腐蚀的材料，第一底壁用于支撑待表面腐蚀的材料，第一底壁具有沿上下方向贯通底壁的多个通孔；腐蚀液槽用于盛放腐蚀液以及材料盛放槽，腐蚀液用于流通通过盛放在腐蚀液槽中的材料盛放槽的第一底壁的多个通孔、进而淹没待表面腐蚀的材料并对待表面腐蚀的材料进行表面腐蚀处理；清洗液槽用于盛放清洗液以及材料盛放槽，清洗液用于流通通过盛放在清洗液槽中的材料盛放槽的第一底壁的多个通孔、进而淹没已表面腐蚀的材料并对已表面腐蚀的材料进行表面清洗。

在一些实施例中，材料盛放槽还具有两第一凸缘，两第一凸缘彼此相对且从第一周壁彼此远离的向外延伸，两第一凸缘用于被抓持、进而材料盛放槽能够放入以及移出腐蚀液槽或清洗液槽。

在一些实施例中，材料盛放槽还具有多个支脚，所述多个支脚从第一底壁向下延伸出且彼此间隔开，在材料盛放槽置于腐蚀液槽中时，所述多个支脚支撑在腐蚀液槽的第二底壁上；在材料盛放槽置于清洗液槽中时，所述多个支脚支撑在清洗液槽的第三底壁上。

在一些实施例中，材料盛放槽还具有多个支撑棒，多个支撑棒彼此间隔且置于第一底壁的上表面上，各支撑棒避开所述多个通孔，各支撑棒的顶缘为直线缘以线支撑待表面处理的材料。

在一些实施例中，各支撑棒为三棱锥形状。

在一些实施例中，多个支撑棒平行布置；多个通孔以多列排列，相邻两列通孔之间放置一个支撑棒。

在一些实施例中，第一收容腔的水平面上的尺寸大于待表面处理的材料的最大长度；各列通孔的处于该列两端的通孔的跨度大于支撑棒的长度，支撑棒的两端位于该跨度内。

在一些实施例中，腐蚀液槽具有第二底壁、第二周壁以及两第二凸缘，第二底壁和第二周壁围成上开口的第二收容腔，第二底壁为表面无孔的壁；两第二凸缘彼此相对且从第二周壁彼此远离的向外延伸，两第二凸缘用于被抓持。

在一些实施例中，清洗液槽具有第三底壁、第三周壁以及两第三凸缘，第三底壁和第三周壁围成上开口的第三收容腔，第三底壁为表面无孔的壁；两第三凸缘彼此相对且从第三周壁彼此远离的向外延伸，两第三凸缘用于被抓持。

在一些实施例中，清洗液槽还具有排放口，排放口连通于第三收容腔的内外且靠近第三底壁。

本公开的有益效果如下：在材料表面处理装置中，由于材料盛放槽、腐蚀液槽以及清洗液槽彼此独立，材料盛放槽不仅适用于腐蚀液槽而且适用于清洗液槽，与仅有腐蚀液槽以及清洗液槽的情况相比，表面处理的材料的置入和取出非常方便，提高了表面处理的效率。

附图说明

图1是根据本公开的材料表面处理装置的立体示意图。

图2是图1的材料表面处理装置的材料盛放槽的俯视图。

图3是图1的材料表面处理装置的材料盛放槽的支撑棒的立体图。

其中，附图标记说明如下：

100材料表面处理装置 2腐蚀液槽

1材料盛放槽 21第二底壁

11第一底壁 22第二周壁

111通孔 23第二凸缘

112上表面 S2第二收容腔

12第一周壁 3清洗液槽

13第一凸缘 31第三底壁

14支脚 32第三周壁

15支撑棒 33第三凸缘

151顶缘 34排放口

S1第一收容腔 S3第三收容腔

P跨度

具体实施方式

附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。

参照图1至图3，材料表面处理装置100包括彼此独立的材料盛放槽1、腐蚀液槽2以及清洗液槽3。

材料盛放槽1用于收容待表面腐蚀的材料(未示出)。材料盛放槽1具有第一底壁11和第一周壁12，第一底壁11和第一周壁12围成上开口的第一收容腔S1，第一收容腔S1用于收容待表面腐蚀的材料，第一底壁11用于支撑待表面腐蚀的材料，第一底壁11具有沿上下方向贯通底壁的多个通孔111。

腐蚀液槽2用于盛放腐蚀液以及材料盛放槽1，腐蚀液用于流通通过盛放在腐蚀液槽2中的材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111、进而淹没待表面腐蚀的材料并对待表面腐蚀的材料进行表面腐蚀处理。

清洗液槽3用于盛放清洗液以及材料盛放槽1，清洗液用于流通通过盛放在清洗液槽3中的材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111、进而淹没已表面腐蚀的材料并对已表面腐蚀的材料进行表面清洗。

在操作时，待表面腐蚀的材料放置在材料盛放槽1中，之后，将已收容有待表面腐蚀的材料的材料盛放槽1放置到盛放有腐蚀液的腐蚀液槽2中，腐蚀液槽2内的腐蚀液流通通过材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111、进而淹没待表面腐蚀的材料并对待表面腐蚀的材料进行表面腐蚀处理，表面处理完成之后，提起材料盛放槽1，处于材料盛放槽1的第一收容腔S1内的腐蚀液通过材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111流出材料盛放槽1，之后再将材料盛放槽1置于清洗液槽3中，清洗液槽3内的清洗液流通通过材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111、进而淹没已表面腐蚀的材料并对已表面腐蚀的材料进行表面清洗，表面清洗完成之后，提起材料盛放槽1，处于材料盛放槽1的第一收容腔S1内的清洗液通过材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111流出材料盛放槽1，最后从清洗液槽3中取出材料盛放槽1。

注意的是，在清洗液槽3中的表面清洗过程可以在静态的清洗液下进行表面清洗，也可以在流动的清洗液下进行表面清洗，具体地，清洗液槽3未事先盛放有清洗液，将材料盛放槽1置于清洗液槽3中后，打开清洗液槽3上方的连通清洗液源(未示出)的清洗液开关(未示出)，清洗液流入材料盛放槽1内冲洗已表面腐蚀的材料，清洗液通过材料盛放槽1的第一底壁11的多个通孔111流出材料盛放槽1，流入清洗液槽3的在材料盛放槽1的第一底壁11的下方的空间中，最后通过清洗液槽3的在材料盛放槽1的第一底壁11的下方的后述的排放口34流出，由于清洗液是不断流动的，与静态清洗相比，动态清洗达到清洗更彻底、更干净、效率更快。此外，在无论是静态清洗还是动态清洗中，保持材料盛放槽1中的清洗液的液面始终淹没已表面腐蚀的材料。在替代实施例中，清洗液槽3可事先盛放有足够量的淹没已表面腐蚀的材料的清洗液，在将材料盛放槽1置于清洗液槽3中后且使清洗液槽3中的事先盛放的清洗液淹没已表面腐蚀的材料之后，启动前述动态清洗相同的过程，即打开清洗液源的清洗液开关，清洗液流入材料盛放槽1，同时开启排放口34，从而实现同样的动态清洗过程。

在材料表面处理装置100中，由于材料盛放槽1、腐蚀液槽2以及清洗液槽3彼此独立，材料盛放槽1不仅适用于腐蚀液槽2而且适用于清洗液槽3，与仅有腐蚀液槽2以及清洗液槽3的情况相比，表面处理的材料的置入和取出非常方便，提高了表面处理的效率。此外，材料盛放槽1将表面处理的材料与腐蚀液槽2的壁面和清洗液槽3的壁面隔开，避免背景技术中出现的待表面处理的材料碰撞腐蚀液槽2的壁面和清洗液槽3的壁面、进而造成腐蚀液槽2的壁面和清洗液槽3的受损或待表面处理的材料的受损。此外，由于材料盛放槽1的通孔111的设置，增加了热传导面积，从而有利于散热，减少表面处理后的材料内部的热应力，防止表面处理后的材料因热应力出现裂纹。

参照图1，材料盛放槽1还具有两第一凸缘13，两第一凸缘13彼此相对且从第一周壁12彼此远离的向外延伸，两第一凸缘13用于被抓持、进而材料盛放槽1能够放入以及移出腐蚀液槽2或清洗液槽3。注意的是，抓持两第一凸缘13可以采用人的双手来人工进行，也可以采用机械装置(例如两机械臂或小吊车)来抓持，由此提高了操作便利性。此外，如果结合材料盛放槽1的两第一凸缘13下方的第一周壁12的高度与腐蚀液槽2的内部的深度和清洗液槽3的内部的深度的关系，两第一凸缘13的尺寸设置成能够使材料盛放槽1架在腐蚀液槽2的顶部和清洗液槽3的顶部上。两第一凸缘13可以与第一周壁12一体成型，或者两第一凸缘13与第一周壁12分体成型，之后两第一凸缘13焊接于第一周壁12。如图所示，两第一凸缘13相对第一周壁12对称布置。

参照图1，材料盛放槽1还具有多个支脚14，所述多个支脚14从第一底壁11向下延伸出且彼此间隔开。在材料盛放槽1置于腐蚀液槽2中时，所述多个支脚14支撑在腐蚀液槽2的第二底壁21上；在材料盛放槽1置于清洗液槽3中时，所述多个支脚14支撑在清洗液槽3的第三底壁31上。与材料盛放槽1的第一底壁11直接置于腐蚀液槽2的第二底壁21上和清洗液槽3的第三底壁31上相比，由于多个支脚14的设置增加了热传递的表面积，所以热通过腐蚀液/清洗液与材料盛放槽1的第一底壁11和第一周壁12传递、经由支脚14向腐蚀液槽2自身/清洗液槽3自身进行热传递、通过腐蚀液/清洗液与腐蚀液槽2/清洗液槽3进行热传递，提高了散热效率和散热效果，减少表面处理后的材料内部的热应力，防止表面处理后的材料因热应力出现裂纹。

参照图1至图3，材料盛放槽1还具有多个支撑棒15，多个支撑棒15彼此间隔且置于第一底壁11的上表面112上，各支撑棒15避开所述多个通孔111，各支撑棒15的顶缘151为直线缘以线支撑待表面处理的材料。通过采用线支撑方式，极大地降低了支撑棒15的支撑部位所占据的待表面处理的材料的面积，提高了腐蚀效果和清洗效果(例如针对锗，采用线支撑方式可防止在锗在受支撑的部位产生白色或者黑色的氧化物，锗表面腐蚀后的表面光亮)。此外，由于各支撑棒15的设置，增加了热传导面积，从而有利于散热，减少表面处理后的材料内部的热应力，防止表面处理后的材料因热应力出现裂纹。

具体地，参照图3，各支撑棒15为三棱锥形状，但不限于此，只要保证实现线支撑即可。在操作时，可以视待表面处理的材料的形状合适地放置待表面处理的材料。例如，当待表面处理的材料为长条形，长条形的待表面处理的材料(即其纵长)横交地置于多个支撑棒15上。支撑棒15可以与第一底壁11一体成型，或者支撑棒15与第一底壁11分体成型并设有插接配合结构来实现二者的固定。

参照图1和图2，多个支撑棒15平行布置；多个通孔111以多列排列，相邻两列通孔111之间放置一个支撑棒15。也就是说，通孔111的列与支撑棒15交替布置，如此提高了待表面处理的材料受支撑的均匀性和稳定性。同样地，例如，当待表面处理的材料为长条形，长条形的待表面处理的材料(即其纵长)横交地置于多个支撑棒15上。注意的是，基于各支撑棒15的长度与待表面处理的材料尺寸关系，当表面处理的材料的宽度是各支撑棒15的长度的若干分之一时，可以并列地间隔开地放置多个待表面处理的材料。如图2所示，各列的通孔111均匀布置，有利于提高散热的均匀性。

参照图2，第一收容腔S1的水平面上的尺寸大于待表面处理的材料的最大长度；各列通孔111的处于该列两端的通孔111的跨度P大于支撑棒15的长度，支撑棒15的两端位于该跨度P内。由此，以支撑棒15的长度的两端和在位置上超出支撑棒15的长度两端的通孔111作为双重参照，目测确保待表面处理的材料横交地放置在多个支撑棒15上时待表面处理的材料与材料盛放槽1的第一周壁12的内表面间隔开，从而避免因表面处理的材料与材料盛放槽1的第一周壁12的内表面的碰撞造成待表面处理的材料(尤其是诸如锗这种硬而脆的材料)受损或材料盛放槽1的第一周壁12受损。优选地，在待表面处理的材料横交地放置在多个支撑棒15上时，使超出支撑棒15的长度两端的通孔111露出，这样使待表面处理的材料与材料盛放槽1的第一周壁12的内表面之间间隔开的距离加大，进而确保材料盛放槽1被搬运过程中出现意外轻微的晃动也不会移动碰触材料盛放槽1的第一周壁12的内表面。

材料盛放槽1、支撑棒15、腐蚀液槽2以及清洗液槽3的材质应满足耐腐蚀的要求。例如，材料盛放槽1、支撑棒15、腐蚀液槽2以及清洗液槽3的材质均可为聚四氟乙烯(PTFE)材质。

参照图1，腐蚀液槽2具有第二底壁21、第二周壁22以及两第二凸缘23。第二底壁21和第二周壁22围成上开口的第二收容腔S2，第二底壁21为表面无孔的壁。两第二凸缘23彼此相对且从第二周壁22彼此远离的向外延伸，两第二凸缘23用于被抓持。

同样地，抓持两第二凸缘23可以采用人的双手来人工进行，也可以采用机械装置(例如两机械臂或小吊车)来抓持，由此提高了操作便利性。

同样地，两第二凸缘23可以与第二周壁22一体成型，或者两第二凸缘23与第二周壁22分体成型，之后两第二凸缘23焊接于第二周壁22。如图1所示，第二凸缘23相对第二周壁22对称布置。

参照图1，清洗液槽3具有第三底壁31、第三周壁32以及两第三凸缘33。第三底壁31和第三周壁32围成上开口的第三收容腔S3，第三底壁31为表面无孔的壁；两第三凸缘33彼此相对且从第三周壁32彼此远离的向外延伸，两第三凸缘33用于被抓持。

同样地，抓持两第三凸缘33可以采用人的双手来人工进行，也可以采用机械装置(例如两机械臂或小吊车)来抓持，由此提高了操作便利性。

同样地，两第三凸缘33可以与第三周壁32一体成型，或者两第三凸缘33与第三周壁32分体成型，之后两第三凸缘33焊接于第三周壁32。如图1所示，两第三凸缘33相对第三周壁32对称布置。

参照图1，清洗液槽3还具有排放口34，排放口34连通于第三收容腔S3的内外且靠近第三底壁31。排放口34如前所述地用于与经由清洗液源的清洗液开关供给的清洗液形成流动地动态清洗。

注意的是，在本公开的材料表面处理装置100，待表面处理的材料可以为任何合适的需要通过腐蚀进行表面处理的材料，不限于背景技术提及的锗。同样地，腐蚀液可以依据所针对的表面腐蚀处理的材料来确定。清洗液可以选用纯水。采用动态清洗的清洗时间可以通过检测对材料表面清洗后的水的电导率接近纯水来确定。当然，清洗完成之后，还可以对表面清洗的材料进行吹干操作。

还注意的是，为了避免待表面处理的材料受空气的影响，本公开的材料表面处理装置100可以置于空气被氮气置换的封闭的工作空间中，所有的腐蚀、清洗、材料盛放槽1的搬运甚至吹干都与空气无关，从而完全避免空气对最终完成的表面处理的材料的质量。

采用上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。

Claims (10)

1.一种材料表面处理装置(100)，其特征在于，包括彼此独立的材料盛放槽(1)、腐蚀液槽(2)以及清洗液槽(3)；

材料盛放槽(1)用于收容待表面腐蚀的材料，材料盛放槽(1)具有第一底壁(11)和第一周壁(12)，第一底壁(11)和第一周壁(12)围成上开口的第一收容腔(S1)，第一收容腔(S1)用于收容待表面腐蚀的材料，第一底壁(11)用于支撑待表面腐蚀的材料，第一底壁(11)具有沿上下方向贯通底壁的多个通孔(111)；

腐蚀液槽(2)用于盛放腐蚀液以及材料盛放槽(1)，腐蚀液用于流通通过盛放在腐蚀液槽(2)中的材料盛放槽(1)的第一底壁(11)的多个通孔(111)、进而淹没待表面腐蚀的材料并对待表面腐蚀的材料进行表面腐蚀处理；

清洗液槽(3)用于盛放清洗液以及材料盛放槽(1)，清洗液用于流通通过盛放在清洗液槽(3)中的材料盛放槽(1)的第一底壁(11)的多个通孔(111)、进而淹没已表面腐蚀的材料并对已表面腐蚀的材料进行表面清洗。

2.根据权利要求1所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

材料盛放槽(1)还具有两第一凸缘(13)，两第一凸缘(13)彼此相对且从第一周壁(12)彼此远离的向外延伸，两第一凸缘(13)用于被抓持、进而材料盛放槽(1)能够放入以及移出腐蚀液槽(2)或清洗液槽(3)。

3.根据权利要求1所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

材料盛放槽(1)还具有多个支脚(14)，所述多个支脚(14)从第一底壁(11)向下延伸出且彼此间隔开，在材料盛放槽(1)置于腐蚀液槽(2)中时，所述多个支脚(14)支撑在腐蚀液槽(2)的第二底壁(21)上；在材料盛放槽(1)置于清洗液槽(3)中时，所述多个支脚(14)支撑在清洗液槽(3)的第三底壁(31)上。

4.根据权利要求1所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

材料盛放槽(1)还具有多个支撑棒(15)，多个支撑棒(15)彼此间隔且置于第一底壁(11)的上表面(112)上，各支撑棒(15)避开所述多个通孔(111)，各支撑棒(15)的顶缘(151)为直线缘以线支撑待表面处理的材料。

5.根据权利要求4所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

各支撑棒(15)为三棱锥形状。

6.根据权利要求4所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

多个支撑棒(15)平行布置；

多个通孔(111)以多列排列，相邻两列通孔(111)之间放置一个支撑棒(15)。

7.根据权利要求6所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

第一收容腔(S1)的水平面上的尺寸大于待表面处理的材料的最大长度；

各列通孔(111)的处于该列两端的通孔(111)的跨度(P)大于支撑棒(15)的长度，支撑棒(15)的两端位于该跨度(P)内。

8.根据权利要求1所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

腐蚀液槽(2)具有第二底壁(21)、第二周壁(22)以及两第二凸缘(23)，

第二底壁(21)和第二周壁(22)围成上开口的第二收容腔(S2)，第二底壁(21)为表面无孔的壁；

两第二凸缘(23)彼此相对且从第二周壁(22)彼此远离的向外延伸，两第二凸缘(23)用于被抓持。

9.根据权利要求1所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

清洗液槽(3)具有第三底壁(31)、第三周壁(32)以及两第三凸缘(33)，

第三底壁(31)和第三周壁(32)围成上开口的第三收容腔(S3)，第三底壁(31)为表面无孔的壁；

两第三凸缘(33)彼此相对且从第三周壁(32)彼此远离的向外延伸，两第三凸缘(33)用于被抓持。

10.根据权利要求9所述的材料表面处理装置(100)，其特征在于，

清洗液槽(3)还具有排放口(34)，排放口(34)连通于第三收容腔(S3)的内外且靠近第三底壁(31)。

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