[實用新型]一種加熱提純裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320630392.0
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN203529941U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 星野政宏
• 申請（專利權）人: 臺州市一能科技有限公司;星野政宏
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所 33107
• 代理人: 蔡正保;朱新穎

技術領域

本實用新型涉及一種提純裝置，特別是一種加熱提純的裝置。

背景技術

碳化硅(SiC)是碳硅元素以共價健結合形成的具有金剛石結構的一種晶體物質(zhì),硬度高、耐高溫、耐腐蝕、熱導率高、寬帶隙以及電子遷移率高,廣泛應用于半導體行業(yè)。

工業(yè)上采用二氧化硅與碳元素和/或木片高溫反應生產(chǎn)得到碳化硅，通過該方法制得的碳化硅均帶有雜質(zhì)，工業(yè)生產(chǎn)需要高純度的碳化硅，因此需要對碳化硅進一步提純，以適應工業(yè)生產(chǎn)的需求。

目前碳化硅一般采用微粉提純的方法來提純，例如中國專利文獻公開的一種碳化硅微粉提純工藝【CN102328929A】，包括步驟一，在帶有濾網(wǎng)的反應釜中投入碳化硅粗品微粉、水和煤油，然后在常溫下進行攪拌一段時間出去游離碳；步驟二，向反應釜中投入98%濃硫酸，升溫并保溫一段時間，保溫結束后，在常溫下加入氫氟酸并攪拌反應一段時間，然后用離心機離心，最后用水進行漂洗，得到濕品碳化硅；第三步。對濕品碳化硅進行烘干，最后得到碳化硅干品。上述實用新型中主要通過化學反應和離心作用來對碳化硅進行提純，在制得碳化硅的過程中，碳化硅結晶會將一些雜質(zhì)包裹在碳化硅的晶體內(nèi)，通過化學反應和離心作用無法將位于碳化硅的晶體內(nèi)的雜質(zhì)去除；化學反應需要一定的時間才能反應徹底，因此較耗時，提純效率低下；通過化學反應的方法會產(chǎn)生廢水，需要一套廢水處理設備才能不對環(huán)境造成污染，大大提高了生產(chǎn)成本。

中國專利文獻公開了一種石墨體加熱器【ZL94246584.9】，包括加熱體、電極和電源，加熱體采用石墨材料做成平板型、管型、錐型，電極聯(lián)結電源與加熱體。該石墨體加熱器能產(chǎn)生呈均勻溫度梯度分布的加熱器。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種加熱提純裝置，本實用新型解決的技術問題是使制備的產(chǎn)品的純度更高。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn)：一種加熱提純裝置，包括提純反應爐，其特征在于，所述提純反應爐頂部連接有原料供給桶，所述提純反應爐底部連接有用于使提純反應爐的材料浮游并移動的氣體進口一，所述加熱提純裝置還包括能使提純反應爐內(nèi)不同區(qū)域溫度分別達到設定數(shù)值范圍的加熱裝置，所述提純反應爐上設置有用于在特定溫度區(qū)域?qū)С龈呒兌犬a(chǎn)物的產(chǎn)品收集口和導出雜質(zhì)的雜質(zhì)收集口，所述提純反應爐頂部還設置有排氣口。

原料供給桶內(nèi)裝需要提純的碳化硅顆粒，加熱裝置使得提純反應爐的溫度分布自上而下分溫度依次遞增，分為兩層，第一溫度層位于產(chǎn)品收集口以上部位，第一溫度層的溫度自提純反應爐頂部大致200°遞增至產(chǎn)品收集口上部的1500°，碳化硅進入預熱并將位于碳化硅表面的氣化溫度低于1500°的雜質(zhì)氣化，同時位于碳化硅內(nèi)部的氣化溫度低于1500°的雜質(zhì)會通過游離蒸發(fā)的方式從碳化硅晶體內(nèi)逃逸出來，雜質(zhì)通過上時兩種方式在第一溫度層氣化并從雜質(zhì)收集口抽出；第一溫度層的溫度自產(chǎn)品收集口處至提純反應爐底部，溫度自產(chǎn)品收集口處的2800°至提純反應爐底部處的3000°，在第二溫度層碳化硅氣化，氣化后的碳化硅從產(chǎn)品收集口抽出，由于碳化硅晶體顆粒大小不同，為了保證所有碳化硅均氣化，將產(chǎn)品收集口下部的溫度設置為高于碳化硅的氣化溫度，保證較大顆粒碳化硅也能完全氣化。從氣體進口一進入的氣體為惰性氣體，例如氬氣；進入提純反應爐的碳化硅均氣化，且氣化的碳化硅只存在第二溫度層，從產(chǎn)品收集口收集的是包括惰性氣體和氣化的碳化硅組成的混合氣體，經(jīng)過冷卻再結晶后就能得到高純度的碳化硅；通過利用碳化硅和雜質(zhì)的物理性質(zhì)不同提純，分離出的碳化硅的純度更高，不存在污染環(huán)境的副產(chǎn)品，降低了生產(chǎn)成本，且能連續(xù)不斷的進行提純，生產(chǎn)效率高。

在上述的加熱提純裝置中，所述加熱裝置包括石墨加熱體和銅電極，所述石墨加熱體覆蓋在反應爐外表面，所述銅電極一端與石墨加熱體相連，另一端與電源相連。石墨加熱體具有耐高溫，具有良好的溫度均勻性，因此通過石墨加熱體能精確、穩(wěn)定的控制不同區(qū)域溫度，使得產(chǎn)品收集口導出的氣體中不含雜質(zhì)氣體，保證碳化硅的純度。

在上述的加熱提純裝置中，所述加熱裝置包括高頻線圈和高頻電源，所述反應爐采用耐高溫的金屬材料制成，所述高頻線圈環(huán)繞在反應爐外表面，所述高頻線圈與高頻電源相連。通過高頻線圈能精確、穩(wěn)定的控制不同區(qū)域溫度，使得產(chǎn)品收集口導出的氣體中不含雜質(zhì)氣體，保證碳化硅的純度。

在上述的加熱提純裝置中，所述提純反應爐底部還設置有用于向提純反應爐通入活性氣體的氣體進口二。活性氣體可以為氫氣或氯氣，活性氣體可以增加碳化硅顆粒的活性。