一种粉料清洗的装置、粉料清洗方法与应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种粉料清洗的装置、粉料清洗方法与应用，所述装置包括壳体，壳体内为流动清洗腔，沿壳体的顶部到底部的方向，流动清洗腔内设置有至少一层镂空支撑板，每层镂空支撑板上设置有至少一个物料容纳器，物料容纳器的底部和/或侧面上设置有至少一个漏孔，物料容纳器用于容纳待洗粉料；所述装置还包括液体循环组件，液体循环组件分别与壳体顶部设置的液体进口及所述壳体底部设置的进出口连通，壳体的侧壁上还设置有与所述液体循环组件连通的液体出口，液体出口位于邻近所述壳体顶部的镂空支撑板的上方。所述装置对粉料清洗的耗时短，对酸液与水的消耗量较小，使用成本较低，且能较为彻底地去除碳化硅粉料表面的金属与酸液。液。液。

【技术实现步骤摘要】
一种粉料清洗的装置、粉料清洗方法与应用


[0001]本专利技术属于半导体材料
，涉及一种粉料清洗的装置，尤其涉及一种粉料清洗的装置、粉料清洗方法与应用。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)是一种具有宽禁带、高临界电场和高饱和迁移率的第三代半导体材料，在功率器件领域极具优势，广泛应用于新能源汽车、光伏发电、铁路交通及电力系统等领域。
[0003]然而，由于SiC的物理和化学性质稳定，使得SiC晶体生长极为困难。目前用于制作SiC器件的单晶衬底主要由物理气相传输(PVT)法制备，原料为SiC粉料，粉料的纯度、粒径与晶型等参数对PVT法生长SiC单晶晶体质量乃至后续制作的器件质量都有一定影响，尤其是粉料中Al、Fe、Na、Co与Ni等元素，对器件端有重大影响。目前广泛使用的粉料基本为小于40目的大颗粒粉料，而产业化生产普遍采用改进的自蔓延法合成SiC，由于合成较大粒径的工艺会出现料块结块现象，需后道破碎加工，但是破碎过程存在金属污染风险，导致粉料表金属偏高，需进行表金属处理。目前业内去除粉料表金属过程为简单的酸洗去金属和水洗去残留酸，但过程耗时长，对纯水和酸的需求量较大，且效率低下，有表金属和酸去除不彻底的现象。
[0004]CN112371635A公开了一种碳化硅陶瓷原料杂质剔除装置，包括底座，底座的左侧通过螺栓固定安装有上料台，且底座的右侧通过螺栓固定安装有卸料台，底座的中间通过螺栓固定安装有至少三个呈线性阵列布置的清洗盒。有益效果为：本专利技术所提供的杂质剔除装置能够有效的通过驱动电机和第一升降推杆的配合将物料笼内的碳化硅陶瓷物料运送至相应的清洗盒内进行酸洗、碱洗和水洗，从而有效的利用碳化硅原料耐酸碱的特性去除了其中包含的各种不耐酸碱的可溶性杂质成分，并且整个清洗过程能够在同一台设备上自动化的完成。但是，该碳化硅陶瓷原料杂质剔除装置的耗时较长且对纯水、酸与碱的需求量较大，导致成本偏高。
[0005]CN114314592A公开了一种从切割硅废砂浆中回收碳化硅微粉的提纯方法及过滤装置，主要步骤是：
①
在原料浆液中加入占浆液总重0.2～0.4％的硅酸钠，用氢氧化钠调节pH为7～8；
②
将浆液传送到酸洗罐中，加入质量比为1:2～1:5的硫酸和氢氟酸，调节pH＞5；
③
将浆液传送到自动过滤装置，去除粒径大于20μm的颗粒；
④
将浆液传送到碱洗罐中，加入占浆液总重3～7％的氢氧化钠，调节pH为5～7，脱水、烘干。自动过滤装置包含：外转筒；外转筒内连接电机的内支架和用于出料的内绞轮；连接外转筒的进水组件和进料组件；外转筒底部的接液盘。但是，该从切割硅废砂浆中回收碳化硅微粉的提纯方法及过滤装置无法实现碳化硅微粉表面金属的去除。
[0006]目前公开的粉料清洗的装置都有一定的缺陷，存在着清洗过程耗时长、纯水和酸的消耗量较大，且对碳化硅粉料表面的金属与酸的去除不彻底的问题。因此，开发设计一种新型的粉料清洗的装置与粉料清洗方法至关重要。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种粉料清洗的装置、粉料清洗方法与应用，本专利技术提供的粉料清洗的装置的耗时较短，用时仅为常规方法的1/4～1/5，对酸液与水的消耗量较小，使用成本较低，且能够较为彻底的去除碳化硅粉料表面的金属与酸液，适用于大规模推广使用。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种粉料清洗的装置，所述装置包括壳体，所述壳体内为流动清洗腔，沿所述壳体的顶部到底部的方向，所述流动清洗腔内设置有至少一层镂空支撑板，每层所述镂空支撑板上设置有至少一个物料容纳器，所述物料容纳器的底部和/或侧面上设置有至少一个漏孔，所述物料容纳器用于容纳待洗粉料；
[0010]所述装置还包括液体循环组件，所述液体循环组件分别与所述壳体顶部设置的液体进口及所述壳体底部设置的进出口连通，所述壳体的侧壁上还设置有与所述液体循环组件连通的液体出口，所述液体出口位于邻近所述壳体顶部的镂空支撑板的上方。
[0011]本专利技术提供的粉料清洗的装置的耗时较短，用时仅为常规方法的1/4～1/5，对酸液与水的消耗量较小，使用成本较低，且能够较为彻底的去除碳化硅粉料表面的金属与酸液，适用于大规模推广使用。
[0012]优选地，所述液体循环组件包括所述液体进口与所述进出口之间连接的液体管道，沿所述液体进口到所述进出口的方向，所述液体管道上依次设置有第一开关阀、耐酸泵与第二开关阀；
[0013]所述液体管道上还设置有水洗支路管道，所述水洗支路管道的一端与所述第一开关阀连接，另一端与储水器连接；
[0014]所述液体管道上还设置有循环支路管道，所述循环支路管道的一端与所述液体出口连通，另一端与所述第一开关阀及所述耐酸泵之间的液体管道连通；
[0015]所述液体管道上还连接有出口支路管道，所述出口支路管道的一端与所述第二开关阀连接，另一端与排液出口连接；
[0016]所述液体循环组件还包括储酸器，所述储酸器与所述液体进口连通。
[0017]优选地，所述壳体内的顶部设置有与所述液体进口连通的喷淋器。
[0018]优选地，所述镂空支撑板上设置有至少一个镂空孔，所述镂空孔的面积小于所述物料容纳器的底面面积。
[0019]优选地，每层所述镂空支撑板上分别独立地设置有1～20个物料容纳器，例如可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个或20个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，每层所述物料容纳器内待洗粉料的质量为1～20kg，例如可以是1kg、3kg、5kg、7kg、10kg、12kg、14kg、16kg、18kg或20kg，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述漏孔的直径大于100目，例如可以是101目、105目、110目、120目、150目、180目、200目、250目、300目、500目或1000目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述进出口内设置有可拆卸的滤网。
[0023]优选地，所述装置还包括超声加热槽，所述超声加热槽上设置有超声器及加热器，所述超声加热槽内设置有液体，所述壳体位于所述超声加热槽内的液体中。
[0024]本专利技术中所述壳体、物料容纳器、镂空支撑板、液体管道、第一开关阀、第二开关阀、喷淋器与滤网的材质分别独立地包括聚四氟乙烯、聚丙烯或石墨中的任意一种。
[0025]第二方面，本专利技术提供了一种采用第一方面所述装置的粉料清洗方法，所述粉料清洗方法包括以下步骤：
[0026](1)循环酸洗后液体循环组件控制酸液从进出口排出壳体后排出；
[0027]所述循环酸洗包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉料清洗的装置，其特征在于，所述装置包括壳体，所述壳体内为流动清洗腔，沿所述壳体的顶部到底部的方向，所述流动清洗腔内设置有至少一层镂空支撑板，每层所述镂空支撑板上设置有至少一个物料容纳器，所述物料容纳器的底部和/或侧面上设置有至少一个漏孔，所述物料容纳器用于容纳待洗粉料；所述装置还包括液体循环组件，所述液体循环组件分别与所述壳体顶部设置的液体进口及所述壳体底部设置的进出口连通，所述壳体的侧壁上还设置有与所述液体循环组件连通的液体出口，所述液体出口位于邻近所述壳体顶部的镂空支撑板的上方。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体循环组件包括所述液体进口与所述进出口之间连接的液体管道，沿所述液体进口到所述进出口的方向，所述液体管道上依次设置有第一开关阀、耐酸泵与第二开关阀；所述液体管道上还设置有水洗支路管道，所述水洗支路管道的一端与所述第一开关阀连接，另一端与储水器连接；所述液体管道上还设置有循环支路管道，所述循环支路管道的一端与所述液体出口连通，另一端与所述第一开关阀及所述耐酸泵之间的液体管道连通；所述液体管道上还连接有出口支路管道，所述出口支路管道的一端与所述第二开关阀连接，另一端与排液出口连接；所述液体循环组件还包括储酸器，所述储酸器与所述液体进口连通。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述壳体内的顶部设置有与所述液体进口连通的喷淋器；优选地，所述镂空支撑板上设置有至少一个镂空孔，所述镂空孔的面积小于所述物料容纳器的底面面积；优选地，每层所述镂空支撑板上分别独立地设置有1～20个物料容纳器；优选地，每层所述物料容纳器内待洗粉料的质量为1～20kg；优选地，所述漏孔的直径大于100目；优选地，所述进出口内设置有可拆卸的滤网。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括超声加热槽，所述超声加热槽上设置有超声器及加热器，所述超声加热槽内设置有液体，所述壳体位于所述超声加热槽内的液体中。5.一种采用权利要求1～4任一项所述装置的粉料清洗方法，其特征在于，所述粉料清洗方法包括以下步骤：(1)循环酸洗后液体循环组件控制酸液从进出口排出壳体后排出；所述循环酸洗包括：液体循环组件控制流动清洗腔内的酸液通过液体出口流出所述壳体，经过液体循环组件后由进出口进入壳体，酸液沿壳体的底部到顶部的方向，依次流入每层镂空支撑板上设置的物料容纳器，再从每层所述物料容纳器顶部的开口流出，再穿过每层物料容纳器上方的所述镂空支撑板，最终由液体出口流出壳体，实现所述循环酸洗；(3)流动水洗后液体循环组件控制水从进出口排出壳体后排出；所述流动水洗包括：液体循环组件控制流动清洗腔内的水通过液体出口流出所述壳体，经过液体循环组件后由进出口进入壳体，水沿壳体的底部到顶部的方向，依次流入每层镂空支撑板上设置的物料容纳器，再从每层所述物料容纳器顶部的开口流出，再穿过每层
物料容纳器上方的所述镂空支撑板，最终由液体出口流出壳体，实现所述流动水洗。6.根据权利要求5所述的粉料清洗方法，其特征在于，所述粉料清洗方法还包括步骤(1)之前进行至少一次的第一水洗，所述第一水洗包括：液体循环组件控制水通过液体进口注入流动清洗腔，水沿壳体的顶部到底部的方向，依次流入每层镂空支撑板上设置的物料容纳器，从每层所述物料容纳器的底部和/或侧面上设置的漏孔流出，再穿过每层所述镂空支撑板，直至流动清洗腔内的水液面高于邻近所述壳体顶部的物料容纳器中的待洗粉料表面后停止水的注入，静置第一设定时间后，液体循环组件控制水由进出口流出后排出；优选地，所述第一设定时间为1～60min；优选地，所述第一水洗的次数为1～10次；优选地，所述粉料清洗方法还包括所述第一水洗与步骤(1)之间的静置酸洗，所述静置酸洗包括：储酸器内的酸液通过液体进口注入流动清洗腔，酸液沿壳体的顶部到底部的方向，依次流入每层镂空支撑板上设置的物料容纳器，从每层所述物料容纳器的底部和/或侧面上设置的漏孔流出，再穿过每层所述镂空支撑板，直至流动清洗腔内的酸液液面高于液体出口处对应的壳体内壁时停止酸液的注入，静置第二设定时间；优选地，所述第二设定时间为1～48h。7.根据权利要求5或6所述的粉料清洗方法，其特征在于，所述循环酸洗的时间为1～50h；优选地，所述粉料清洗方法还包括所述酸液循环，与液体循环组件控制酸液从进出口排出壳体后排出之间的超声循环酸洗，所述超声循环酸洗包括：保持所述循环酸洗的同时，打开超声器进行第一循环超声，所述第一循环超声包括依次进行的第一超声处理与第一静置处理；优选地，所述第一超声处理的时间为5～180min，所述第一静置处理的时间为5～600min；优选地，所述第一循环超声的次数为1～10次；优选地，所述粉料清洗方法还包括打开加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永伟，袁振洲，汝慧慧，王子杰，刘欣宇，
申请(专利权)人：江苏超芯星半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：