[实用新型]一种加热提纯装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提纯装置，特别是一种加热提纯的装置。

背景技术

碳化硅(SiC)是碳硅元素以共价健结合形成的具有金刚石结构的一种晶体物质,硬度高、耐高温、耐腐蚀、热导率高、宽带隙以及电子迁移率高,广泛应用于半导体行业。

工业上采用二氧化硅与碳元素和/或木片高温反应生产得到碳化硅，通过该方法制得的碳化硅均带有杂质，工业生产需要高纯度的碳化硅，因此需要对碳化硅进一步提纯，以适应工业生产的需求。

目前碳化硅一般采用微粉提纯的方法来提纯，例如中国专利文献公开的一种碳化硅微粉提纯工艺【CN102328929A】，包括步骤一，在带有滤网的反应釜中投入碳化硅粗品微粉、水和煤油，然后在常温下进行搅拌一段时间出去游离碳；步骤二，向反应釜中投入98%浓硫酸，升温并保温一段时间，保温结束后，在常温下加入氢氟酸并搅拌反应一段时间，然后用离心机离心，最后用水进行漂洗，得到湿品碳化硅；第三步。对湿品碳化硅进行烘干，最后得到碳化硅干品。上述实用新型中主要通过化学反应和离心作用来对碳化硅进行提纯，在制得碳化硅的过程中，碳化硅结晶会将一些杂质包裹在碳化硅的晶体内，通过化学反应和离心作用无法将位于碳化硅的晶体内的杂质去除；化学反应需要一定的时间才能反应彻底，因此较耗时，提纯效率低下；通过化学反应的方法会产生废水，需要一套废水处理设备才能不对环境造成污染，大大提高了生产成本。

中国专利文献公开了一种石墨体加热器【ZL94246584.9】，包括加热体、电极和电源，加热体采用石墨材料做成平板型、管型、锥型，电极联结电源与加热体。该石墨体加热器能产生呈均匀温度梯度分布的加热器。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种加热提纯装置，本实用新型解决的技术问题是使制备的产品的纯度更高。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种加热提纯装置，包括提纯反应炉，其特征在于，所述提纯反应炉顶部连接有原料供给桶，所述提纯反应炉底部连接有用于使提纯反应炉的材料浮游并移动的气体进口一，所述加热提纯装置还包括能使提纯反应炉内不同区域温度分别达到设定数值范围的加热装置，所述提纯反应炉上设置有用于在特定温度区域导出高纯度产物的产品收集口和导出杂质的杂质收集口，所述提纯反应炉顶部还设置有排气口。

原料供给桶内装需要提纯的碳化硅颗粒，加热装置使得提纯反应炉的温度分布自上而下分温度依次递增，分为两层，第一温度层位于产品收集口以上部位，第一温度层的温度自提纯反应炉顶部大致200°递增至产品收集口上部的1500°，碳化硅进入预热并将位于碳化硅表面的气化温度低于1500°的杂质气化，同时位于碳化硅内部的气化温度低于1500°的杂质会通过游离蒸发的方式从碳化硅晶体内逃逸出来，杂质通过上时两种方式在第一温度层气化并从杂质收集口抽出；第一温度层的温度自产品收集口处至提纯反应炉底部，温度自产品收集口处的2800°至提纯反应炉底部处的3000°，在第二温度层碳化硅气化，气化后的碳化硅从产品收集口抽出，由于碳化硅晶体颗粒大小不同，为了保证所有碳化硅均气化，将产品收集口下部的温度设置为高于碳化硅的气化温度，保证较大颗粒碳化硅也能完全气化。从气体进口一进入的气体为惰性气体，例如氩气；进入提纯反应炉的碳化硅均气化，且气化的碳化硅只存在第二温度层，从产品收集口收集的是包括惰性气体和气化的碳化硅组成的混合气体，经过冷却再结晶后就能得到高纯度的碳化硅；通过利用碳化硅和杂质的物理性质不同提纯，分离出的碳化硅的纯度更高，不存在污染环境的副产品，降低了生产成本，且能连续不断的进行提纯，生产效率高。

在上述的加热提纯装置中，所述加热装置包括石墨加热体和铜电极，所述石墨加热体覆盖在反应炉外表面，所述铜电极一端与石墨加热体相连，另一端与电源相连。石墨加热体具有耐高温，具有良好的温度均匀性，因此通过石墨加热体能精确、稳定的控制不同区域温度，使得产品收集口导出的气体中不含杂质气体，保证碳化硅的纯度。

在上述的加热提纯装置中，所述加热装置包括高频线圈和高频电源，所述反应炉采用耐高温的金属材料制成，所述高频线圈环绕在反应炉外表面，所述高频线圈与高频电源相连。通过高频线圈能精确、稳定的控制不同区域温度，使得产品收集口导出的气体中不含杂质气体，保证碳化硅的纯度。

在上述的加热提纯装置中，所述提纯反应炉底部还设置有用于向提纯反应炉通入活性气体的气体进口二。活性气体可以为氢气或氯气，活性气体可以增加碳化硅颗粒的活性。