[發明專利]破碎多晶硅棒的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310328379.4
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103567040A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: J·馬特斯;P·格呂布爾;S·里斯
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: B02C19/08
• 分類號: B02C19/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

技術領域

本發明涉及破碎多晶硅的裝置和方法。

背景技術

多晶硅是通過在所謂的西門子反應器中使諸如三氯硅烷的硅化合物熱分解而獲得的，并在此以多晶棒的形式產生。

為了通過坩堝提拉制造單晶，首先必須將多晶棒破碎成為碎塊。對于在太陽能工業中的應用，首先必須將生長的多晶棒破碎成為碎塊。

在現有技術中，已知各種不同的用于破碎硅棒的方法。

US5,660,335A公開了一種破碎方法，其中用高壓水注射擊晶體棒。

US6,360,755B1描述了一種方法，其中借助通過電能產生的沖擊波破碎晶體棒。

US4,871,117A建議，首先通過熱作用使晶體棒松散，隨后通過機械力的作用將其破碎。

US2010/025060A1描述了一種破碎工具，其包括氣動活塞的驅動裝置，從而借助空氣壓力將安裝在殼體內的活塞由收縮位置引導至射出位置，還包括與殼體連接并且在活塞的運動方向上延伸的引導管以及錘頭。

錘頭的后端部以可移動的方式插入引導管的前端部內。在活塞由收縮位置移動至射出位置時，活塞的前端碰撞錘頭的后端。

US7,360,727B2公開了一種用于破碎多晶硅棒的機械破碎裝置，其包括底座以及破碎鑿（破碎工具，Zerkleinerungsmeiβel）和對鑿（配合工具，Gegenmeiβel），其中破碎鑿和對鑿的縱軸以與底座的縱軸成直角并且平行于底座的表面的方式取向，破碎鑿和對鑿以如下方式移動，位于底座的表面上的待破碎的硅棒可以在這些鑿（工具，Meiβeln）之間調節，從而使在硅棒的區域內的所有的鑿與硅棒接觸，而且在硅棒前后的破碎鑿可以在其縱軸方向上移動直至相對于對鑿的安全距離，破碎鑿借助在其縱軸方向上的打擊式移動作用在硅棒上，并將其打碎。

US7,360,727B2同樣公開了一種機械破碎多晶硅棒的方法，其中多晶硅棒位于高度可調節的底座上，并在此在破碎鑿與對鑿之間以如下方式調節，在硅棒的區域內的所有的鑿與硅棒接觸，而且在硅棒前后的破碎鑿和對鑿彼此接近直至安全距離，隨后所有緊貼著硅棒的破碎鑿開始實施重復的打擊沖擊，該打擊沖擊發揮破碎硅棒的作用。

US2011/068206A1描述了一種有效地破碎硅塊體的破碎機，其中產生少量精細的經破碎的材料（粉末）。該破碎工具包括與活塞連接的錘頭，其中錘頭位于未使用壓縮空氣的靜止位置，通過使用壓縮空氣而從靜止位置移動，從而與硅塊體碰撞。在破碎機中，多個彼此分離的各自具有一個錘頭的破碎工具面對著位于底座上的硅塊體。

已表明，通過在現有技術中已知的方法無法實現最佳的破碎效果。需要過多的能量或者需要多次重復的打擊，以使硅破碎。這對于硅的污染有負面影響。此外，所用的組件的壽命也不能令人滿意。

發明內容

基于上述問題，提出本發明的目的。

該目的是通過用于破碎多晶硅棒的裝置實現的，該裝置包括底座以及至少一個可移動的破碎鑿及至少一個不可移動的砧座，其中至少一個破碎鑿的縱軸以平行于或者幾乎平行于底座的表面的方式取向，其中位于底座的表面上的待破碎的硅棒能夠各自在破碎鑿與砧座之間以如下方式加以調節，破碎鑿和砧座能夠各自在硅棒的區域內與硅棒接觸，硅棒與砧座的接觸點以及延伸穿過棒中心的硅棒橫軸或者與該橫軸平行并且相對于棒中心的距離最大為棒直徑的30％的硅棒的軸各自位于破碎鑿的縱軸上或者位于與破碎鑿的縱軸平行并且相對于破碎鑿的縱軸的距離最大為棒直徑的30％的軸上。

本發明的目的還是通過用于破碎多晶硅棒的方法實現的，其中多晶硅棒位于底座上，并在此在至少一個可移動的破碎鑿和至少一個不可移動的砧座之間以如下方式加以調節，破碎鑿和砧座能夠各自在硅棒的區域內與硅棒接觸，硅棒與砧座的接觸點以及延伸穿過棒中心的硅棒橫軸或者與該橫軸平行并且相對于棒中心的距離最大為棒直徑的30％的硅棒的軸各自位于破碎鑿的縱軸上或者位于與破碎鑿的縱軸平行并且相對于破碎鑿的縱軸的距離最大為棒直徑的30％的軸上，隨后開始打擊沖擊，其中在開始打擊沖擊時鑿和硅棒不接觸，其中破碎鑿發揮破碎硅棒的作用。

所述硅棒優選為基本上旋轉對稱的、具有基本上為圓形的截面的、具有縱軸和橫軸的物體。

破碎鑿的縱軸或者與破碎鑿的縱軸平行并且相對于破碎鑿的縱軸的距離最大為棒直徑的30％的軸、穿過棒中心的橫軸或者與其平行并且與其的距離最大為棒直徑的30％的軸以及與砧座的接觸點優選形成一個軸。

優選使用多個破碎鑿和相等數量的砧座。