[发明专利]一种硅块破碎装置及使用方法、硅块破碎方法及应用方法

说明书

本发明涉及破碎装置技术领域，尤其涉及一种硅块破碎装置，包括：容器，提供待破碎硅棒的容纳空间，且在容纳空间内执行破碎动作；两脉冲电极，在容纳空间内悬挂设置，且悬挂高度及两脉冲电极在水平面内的位置均可调节；容器内设置有高纯水，脉冲电极在高纯水内产生脉冲电弧，高纯水的电阻率为ρ，单位为MΩ.cm，16MΩ.cm≤ρ≤20MΩ.cm。本发明中，在脉冲破碎过程中，硅棒接触的介质为高纯水，避免了人工或机械破碎过程中人或金属材料引入的污染，在电极处形成脉冲电弧，电弧进入多晶硅内部，形成等离子体电弧通道，最终将硅棒破碎为大小尺寸不一的硅块。本发明中还请求保护硅块破碎装置的使用方法，以及一种硅块破碎方法及应用方法。

技术领域

本发明涉及破碎装置技术领域，尤其涉及一种硅块破碎装置及使用方法、硅块破碎方法及应用方法。

背景技术

电子级多晶硅是集成电路产业的基础原材料，一般采用改良西门子法进行生产，在还原炉中利用化学气相沉积产出多晶硅棒，然后对其进行破碎、筛分及清洗，从而得到尺寸不一的多晶硅块，以便于下游半导体硅片厂家投炉进行单晶拉制。

传统的破碎方式一般采用钨合金锤进行人工破碎，或使用辊式破碎机等进行机械破碎，但是前者为人工操作，容易在操作过程中引入人工污染，后者则会导致硅块与机械设备过多接触，硅块表面受到大量金属污染；上述两种情况均会导致硅块表面污染，从而影响下游单晶产品质量。

发明内容

本发明提供了一种硅块破碎装置，可有效解决背景技术中的问题，同时本发明中还请求保护硅块破碎装置的使用方法，以及，一种硅块破碎方法及应用方法，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种硅块破碎装置，包括：

容器，提供待破碎硅棒的容纳空间，且在所述容纳空间内执行破碎动作；

两脉冲电极，在所述容纳空间内悬挂设置，且悬挂高度及两所述脉冲电极在水平面内的位置均可调节；

所述容器内设置有高纯水，用于对所述硅棒与外界环境进行隔离，所述脉冲电极在所述高纯水内产生脉冲电弧，所述高纯水的电阻率为ρ，单位为MΩ.cm，其中，16MΩ.cm≤ρ≤20MΩ.cm。

一种如上所述的硅块破碎装置的使用方法，包括以下步骤：

对两所述脉冲电极与所述硅棒的相对位置进行调节；

确定电源的脉冲电压及脉冲频率；

供电执行破碎操作。

进一步地，所述脉冲电极与所述硅棒的相对位置调节的模型如下：

其中，

S为两所述脉冲电极间的水平间距以mm为单位时的数值；

L为硅棒的长度以mm为单位时的数值，1500≤L≤3000；

A为破碎后的硅块目标粒径以mm为单位时，取值范围的中位数；

X为所述脉冲电极与所述硅棒的垂直距离以mm为单位时的数值；

D为硅棒直径以mm为单位时的数值。

进一步地，所述脉冲电压的调节模型如下：

其中，

A为破碎后的硅块目标粒径以mm为单位时，取值范围的中位数；

U为脉冲电压以KV为单位时的数值。

进一步地，所述脉冲频率的调节模型如下：