硅料的酸洗
在生产单晶棒和多晶块时,使用的硅料的纯度须达到99.9999%以上。酸洗的目的主要是去除金属离子和氧化皮,原生多晶主要是在炸料时产生,头尾埚底及碎片主要是在切割时等情况产生。
1、酸洗方法:
A、原生多晶在生产厂家经过清洗处理原则上不需要再进行酸洗,对一些包装损坏或有疑惑的硅料依据情况选择酸洗方式。一般采用柠檬酸或氢氟酸处理即可,若表面有氧化现象的采用混合酸洗;
B、头尾、埚底和碎片料,铸多晶时可以采用单酸洗,拉单晶时须***采用混合酸洗;
C、小颗粒和碎片料在酸洗时一定要多翻动,使其充分反应。
2、酸洗工艺:
A、根据不同硅料的情况配置相应的混合酸比例及选择酸的种类;
B、酸反应→纯水漂洗→纯水冲洗(酸洗到漂洗要注意控制时间避免氧化)
3、酸洗设备:
现今一般企业都采用二槽式手动酸洗产品:即酸槽、水槽另加冲水槽。此设备适用于普通大块硅料清洗,对小颗粒和碎片硅料清洗有一定难度。再者对操作人员要求相对较高,酸雾和酸液对操作人员的危害系数增多。考虑安全生产和为了保证产品清洁度,在此设备上做了三项工艺改进:
A、在人员安全方面:采用了传动方式将工件篮放置在升降机构上,自动下降至酸槽,可避免酸液和酸雾对操作人员造成的伤害。处理时间可以定时,到时自动升起。
B、在酸雾处理方面:常规办法是顶部吸风,致使酸雾在上升过程中易膨胀,泄漏到车间。采用槽体侧吸风方法,在酸雾刚产生时就进行吸雾处理,顶部吸风和后吸风加强,空气对流避免酸雾往前泄漏;
C、在均匀清洗硅料方面:在升降机构上设计一个翻转动作,硅料一进入槽体即开始翻转动作,硅料便在酸液中滚动从而达到均匀清洗的目的。在设定的时间内完成清洗,翻转停止,工件篮升出酸液;
D、在纯水漂洗槽内具有同样自动升降和翻转功能,达到无死角漂洗目的。
自动酸洗设备是为了减少人工和人员伤害而产生的。酸洗常用硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。酸性物质会伤人,使用中一定要小心。
酸洗工艺主要有浸渍酸洗法、喷射酸洗法和酸膏除锈法。一般多用浸渍酸洗法,大批量生产中可采用喷射法。
钢铁零件一般在10%~20%(体积)硫酸溶液中酸洗,温度为40℃。当溶液中含铁量超过80g/L,硫酸亚铁超过215g/L时,应更换酸洗液。常温下,用20%~80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗,不易发生过腐蚀和氢脆现象。由于酸对金属的腐蚀作用很大,需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色,同时钝化表面,提高不锈钢抗腐蚀能力。采用浓度为5%~20%的硫酸水溶液,清除工件表面氧化皮和粘附盐类的工艺称为硫酸酸洗法。
为了消除硅藻土载体表面吸附,减少色谱峰拖尾,载体在使用前需进行酸洗或碱洗处理。酸洗是把载体用6mol/L盐酸浸煮2h或浓盐酸加热浸煮30min,过滤,用水洗至中性,烘干。酸洗可除去表面上的铁、铝、钙、镁等杂质,但不能除去硅醇基。酸洗载体适宜于分析酸性样品。