高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构技术方案

本实用新型专利技术公开了高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构；该改进结构包括坩埚体和坩埚盖；其中，坩埚体整体呈管状，顶端开口、底端设有双气流分配机构；坩埚盖嵌合在坩埚体开口端；所述双气流分配机构包括设在坩埚底部的锥筒、与锥筒同轴心布设并固定在锥筒小开口端的通气管、位于坩埚体内部并与通气管一端连接的气流分配盘；所述锥筒外壁设有接管，通气管一端位于坩埚体内且呈喇叭状。本实用新型专利技术改进坩埚体流化结构，增强了石墨粉流化性能，有效降低了高纯碳粉提纯工艺的制备时间和制备成本。低了高纯碳粉提纯工艺的制备时间和制备成本。低了高纯碳粉提纯工艺的制备时间和制备成本。

【技术实现步骤摘要】
高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构


[0001]本技术属于石墨提存设备
，具体涉及高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构。

技术介绍

[0002]近年来，以碳化硅为代表的第三代半导体材料在禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势，进一步满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的需求。
[0003]在高纯碳粉提纯前，需要制备石墨化碳粉，经过高纯精洗煤、破碎、装炉、石墨化、冷却、破碎等处理工艺，得到高纯碳粉（≥99.5）。
[0004]破碎是用皮带运输机把高纯精洗煤加入到破碎机内进行破碎，根据设计配比需要，把高纯精洗煤破碎成一定的粒度。装炉是按设计配比粒度要求把高纯精洗煤加入混料机中，混料一定的时间，把混合好的高纯精洗煤加入到石墨化电阻炉的指定区域内。石墨化是在石墨化炉的最外围装入高纯度石英砂进行保温焙烧。冷却是在保温焙烧一定的时间之后，进行自然冷却，冷却到一定的温度后进行水浇冷却，冷却到一定温度后进行扒炉。破碎是把扒炉后的碳粉进行人工破碎和捡取，得到的成品送到成品库。
[0005]高纯碳粉提取是在万级无尘超洁净车间进行高纯碳粉提纯处理工艺，采用上部得到的高纯度碳粉，经过高纯碳粉提纯等处理工艺，得到第三代半导体高纯碳粉成品（≥99.999%）。
[0006]第三代半导体高纯碳粉成品的提存工艺主要采用加热提纯，在炉体中一边通惰性气体，一边在高温环境下焙烧，利用惰性气体带走杂质；加热提存利用坩埚加热，坩埚底部通气时受制于固定的单气流的气流分配盘结构限制，石墨粉的流化程度不足，需要增加提存时间来提升提存效果，提纯成本高且效果有限。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构，用以改善物料流化状态，降低提存成本。
[0008]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0009]一种高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构，包括：
[0010]坩埚体，其整体呈管状，顶端开口、底端设有双气流分配机构；
[0011]坩埚盖，其嵌合在坩埚体开口端。
[0012]进一步，所述双气流分配机构包括设在坩埚底部的锥筒、与锥筒同轴心布设并固定在锥筒小开口端的通气管、位于坩埚体内部并与通气管一端连接的气流分配盘；所述锥筒外壁设有接管，所述通气管一端位于坩埚体内且呈喇叭状。
[0013]进一步，所述气流分配盘呈圆盘状内部设有与通气管一端连通的腔室，气流分配盘上端面设有众多与腔室连通的气孔，气流分配盘外径略小于坩埚体内径。
[0014]进一步，所述坩埚盖中心处设有电极棒插穿插管，所述坩埚盖上设有多个排气管。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]石墨坩埚上的双气流分配机构可提供两种气流吹扬石墨粉；第一种气流经气流分配盘与坩埚体内壁之间的间隙吹出，可强化内壁区域石墨粉的流化；第二种气流经气流分配盘吹出，是石墨粉流化态形成的主要供气方式，两种气流可实现异步控制供气，具有相互干扰效果，改变第一种气流的供气强度可促径石墨粉的扰动增强流化状态，进而可缩短提存时间，降低能耗，节约提存成本。
附图说明
[0017]图1为本技术的结构示意图；
[0018]图2为本技术中气流分配盘端面结构示意图。
[0019]其中，1
‑
坩埚体；2
‑
坩埚盖；3
‑
锥筒；4
‑
通气管；5
‑
气流分配盘；6
‑
接管；7
‑
气孔；8
‑
电极棒插穿插管；9
‑
排气管。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本技术优选实施例进行说明：
[0021]如图1和2所示，一种高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构，该改进结构包括坩埚体1和坩埚盖2；重点改进接是在坩埚体1上增设双气流分配机构，用以促进石墨粉的流化。
[0022]具体的，坩埚体1整体呈管状；坩埚体1端开口、底端设有双气流分配机构；双气流分配机构包括锥筒3、通气管4和气流分配盘5；锥筒3大开口端设在坩埚体1底部并与坩埚体1内部连通，锥筒3外壁设有接管6，通过接管6向锥筒3内部供气；通气管4与锥筒3同轴心布设并固定在锥筒3小开口端，通气管4一端深入坩埚体1内部，通气管4一端呈喇叭状并与气流分配盘5连接；气流分配盘5位于坩埚体1内部，气流分配盘5呈圆盘状内部设有与通气管4一端连通的腔室，气流分配盘5上端面设有众多与腔室连通的气孔7，气流分配盘5外径略小于坩埚体1内径，形成的最小间隙距离可控制1.5~5mm；气流分配盘5上端面向内凹陷形成有锥筒3型壁面。
[0023]具体的，坩埚盖2中心处设有一个电极棒插穿插管8，坩埚盖上设有四个相对电极棒插穿插管8周向均布的排气管9。
[0024]本技术的工作原理是：
[0025]进行高纯碳粉提纯时，电极棒利用电极棒插穿插管8与坩埚盖2配合，电极棒伸入坩埚体1内，电极棒通电加热坩埚内石墨粉，石墨粉内的杂质高温挥发，经惰性气体带走而实现进一步提存；惰性气体经由两路供给，一路通过接管6通入锥筒3内，经气流分配盘5与坩埚体1内壁形成的间隙排出，另一路通过通气管4通入气流分配盘5的腔室内，经气孔7排出；两路惰性气体由于可以彼此独立控制，因此可利用气流分配盘5与坩埚体1内壁排出的惰性气体对气流分配盘5排出的气体实现扰动、强化，进而促进石墨粉流化态的增强；同时，常规气流分配盘在边沿处开孔困难对内壁附近的石墨粉流化作用略弱，而本技术中气流分配盘5与坩埚体1内壁排出的惰性气体对内壁附近的石墨粉可起到增强流化作用的效果；由于石墨粉流化作用增强，所需加热时间可以缩短，可降低能耗降低成本。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高纯碳粉提纯系统用石墨坩埚改进结构，其特征在于，包括：坩埚体，其整体呈管状，顶端开口、底端设有双气流分配机构；所述双气流分配机构包括设在坩埚底部的锥筒、与锥筒同轴心布设并固定在锥筒小开口端的通气管、位于坩埚体内部并与通气管一端连接的气流分配盘；所述锥筒外壁设有接管，所述通气管一端位于坩埚体内且呈喇叭状坩埚盖，其嵌合在坩埚体开口端。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：郭莉，凌子忠，赵喜生，凌子恒，郭强，凌博，张健，徐其恩，饶正丹，李中恒，
申请(专利权)人：甘肃润泽半导体新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：