[发明专利]一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统。

背景技术

氧化硼为无色玻璃状固体，一般以无定形的状态存在，不易结晶。

无水氧化硼作为半导体领域的高温覆盖剂，但是半导体领域所使用的无水氧化硼对纯度和含水率有较高要求。

无水氧化硼的熔点445℃，沸点1500℃，在1250～1350℃之间粘度变化很大，现有技术在浇注不同形状的无水氧化硼产品时，存在浇注困难，并且工艺繁复，效率低，无水氧化硼纯度低，并且在制备产品的过程中容易引入杂质和水分。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统，本发明提供的一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统能够快速简便的制备高纯度无水氧化硼，实现脱水和成型于一体，制备过程避免引入杂质和水分，并可以精确控制无水氧化硼的重量和形状，同时，由于系统材料的优化，真空环境的引入，制备过程中避免了物料熔化后的粘合问题，可以实现连续生产。

本发明提供一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统只需一次加料，便可实现脱水、浇铸成型，得到计量准确的高纯度的无水氧化硼，解决了物料转移过程杂质污染和水含量超标的问题。

附图说明

图1为本发明一种高纯度无水氧化硼的浇注成型系统实施例中的下冷水装置示意图；

图2为本发明一种高纯度无水氧化硼的浇注成型系统实施例中的上冷水装置示意图；

图3为本发明一种高纯度无水氧化硼的浇注成型系统示意图。

具体实施方式

本发明提供一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法，包括将氧化硼或硼酸投入熔炼坩埚中；制造真空环境；在所述真空环境中将所述熔炼坩埚中的所述无水氧化硼加热至液态并进行真空脱水；脱水完成后关闭真空环境；预热产品坩埚；用升降台调节所述产品坩埚的高度，调节出料控制杆，将液态无水氧化硼注入所述产品坩埚；通过电子衡实时监测所述液态无水氧化硼的浇注量，控制产品重量。

优选的，所述熔炼坩埚的材质为铂。

优选的，所述真空环境的真空度为0.01～100Pa。

优选的，所述出料控制杆的材质为铂，形状与所述熔炼坩埚底部的出料口一致。

优选的，所述无水氧化硼或硼酸的纯度为99.999％。

本发明还提供一种高纯度无水氧化硼的浇注成型系统，包括真空装置，炉管，加热装置，水冷装置，其特征在于，还包括出料控制杆，熔炼坩埚，坩埚支撑架，电子衡，产品坩埚和升降台；所述真空装置与所述炉管相连；所述熔炼坩埚底部有锥形出料孔；所述熔炼坩埚位于所述炉管的内部；所述坩埚支撑架位于所述熔炼坩埚下方，用于支撑所述熔炼坩埚；所述水冷装置位于所述炉管周围；所述加热装置位于所述熔炼坩埚周围，用于加热所述熔炼坩埚；所述出料控制杆位于所述熔炼坩埚内部；所述出料控制杆一端形状与所述锥形出料孔一致，用于控制出料；所述电子衡位于所述升降台上，用于实时称量所述锥形出料孔的出料重量；所述升降台用于调节所述电子衡的高度；所述产品坩埚位于所述电子衡上，与所述锥形出料孔垂直对应。

优选的，所述熔炼坩埚的材质为铂，所述锥形出料孔的锥度为0～20°，所述锥形出料孔的最小圆直径为5～15mm。

本发明提供的一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法及系统能够快速简便的制备高纯度无水氧化硼，实现脱水和成型于一体，制备过程避免引入杂质和水分，并可以精确控制无水氧化硼的重量和形状，同时，由于系统材料的优化，制备过程中避免了物料熔化后的粘合问题，可以实现连续生产。

另外，本发明一种高纯度无水氧化硼的浇注成型系统的目的在于克服氧化硼制备过程中浇注困难、工艺繁复、效率低、无水氧化硼纯度低、容易引入杂质和水分的缺点，提供一种高效，省力的制作无水氧化硼的一体化设备。

本发明一种高纯度无水氧化硼的浇注成型方法，将氧化硼或硼酸投入熔炼坩埚中，熔炼坩埚的材质为铂；制造真空环境，真空度为0.01～100Pa；在所述真空环境中将所述熔炼坩埚中的所述氧化硼或硼酸加热至液态并进行真空脱水；脱水完成后关闭真空环境；预热产品坩埚；用升降台调节所述产品坩埚的高度，调节出料控制杆，将液态无水氧化硼注入所述产品坩埚，出料控制杆的材质为铂，形状与所述熔炼坩埚底部的出料口一致；通过电子衡实时监测所述液态无水氧化硼的浇注量，控制产品重量。本发明方法所制备的无水氧化硼的纯度可达99.999％。