一种石墨制品提纯的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410774847.5

申请日:

2014.12.16

公开号:

CN104495817A

公开日:

2015.04.08

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C01B 31/04申请公布日:20150408|||实质审查的生效IPC(主分类):C01B 31/04申请日:20141216|||公开

IPC分类号:

C01B31/04

主分类号:

C01B31/04

申请人:

中国电子科技集团公司第四十六研究所

发明人:

徐所成; 孟大磊; 杨明

地址:

300220天津市河西区洞庭路26号

优先权:

专利代理机构:

天津中环专利商标代理有限公司12105

代理人:

王凤英

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内容摘要

本发明涉及一种石墨制品提纯的方法。将石墨制品置于保温系统再放入感应炉,抽真空1~10h;温度迅速升到1000~1400℃,升温速率5~8℃/min,保温2~4h;充入氟利昂,压力达5~50mbar,升温100~200℃,保温2h,继续抽真空;重复充入氟利昂,直到温度达到1800~2300℃后充入氩气,压力达到100~800mbar,此状态保持2~10h;待温度小于50℃取出。采用本方法能够有效的去除石墨制品中的杂质,能使石墨制品中的B含量降至1ppm以下,从而满足使用要求。在对石墨纯度要求很高的半导体及晶体生长领域有很大的应用潜力。本方法具有工艺简单、生产成本低、生产周期短和产品纯度高等特点。

权利要求书

权利要求书
1.  一种石墨制品提纯的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(一).将欲提纯的石墨制品置于保温系统中;
(二).将装有石墨制品的保温系统放入感应加热炉中,抽真空1~10小时,真空度达到小于10-5mbar;
(三).在真空状态下,将温度迅速升到1000~1400℃,升温速率为5~8℃/min,并保温2~4小时;
(四).以0.1~1L/min的流量充入氟利昂,压力达到5~50mbar,升温100~200℃,达到温度后保温2小时,继续抽真空,真空度达到10-4mbar;
(五).重复步骤(四),直到温度达到1800~2300℃,充入氩气,流量1L/min,压力达到100~800mbar,此状态保持2~10小时;
(六).保温时间结束后,待温度小于50℃取出待用。

说明书

说明书一种石墨制品提纯的方法
技术领域
本发明涉及一种石墨制品提纯的方法。
背景技术
石墨是一种高能晶体碳材料,因其独特的结构和导电、导热、润滑、耐高温、化学性能稳定等特点,使其在高性能材料中具有较高应用价值,广泛应用于冶金、机械、环保、化工、耐火、电子、医药、军工和航空航天等领域,成为现代工业及高新尖技术发展必不可少的非金属材料,在国民经济发展中的地位越来越重要。随着技术的不断发展,普通的高碳石墨产品已不能满足各行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。
目前国内外石墨提纯方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法和高温提纯法。这些方法虽然能够有效的去除石墨中的大部分杂质,但是对于去除其中的非金属元素效果还不理想,因此,在一些对石墨要求很高的领域,需要花很大的成本和精力去做石墨的提纯。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种石墨制品的提纯方法。该方法将石墨制品放入保温系统中,然后置于感应加热炉加热,在不同温度分阶段通入氟利昂,最终得到纯化好的石墨制品。
本发明采取的技术方案是:一种石墨制品提纯的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(一).将欲提纯的石墨制品置于保温系统中;
(二).将装有石墨制品的保温系统放入感应加热炉中,抽真空1~10小时,真空度达到小于10-5mbar;
(三).在真空状态下,将温度迅速升到1000~1400℃,升温速率为5~8℃/min,并保温2~4小时;
(四).以0.1~1L/min的流量充入氟利昂,压力达到5~50mbar,升温100~200℃,达到温度后保温2小时,继续抽真空,真空度达到10-4mbar;
(五).重复步骤(四),直到温度达到1800~2300℃,充入氩气,流量1L/min,压力达到100~800mbar,此状态保持2~10小时;
(六).保温时间结束后,待温度小于50℃取出待用。
本发明所产生的有益效果是:采用本方法能够有效的去除石墨制品中的杂质,尤其是非金属杂质(如B),能使石墨制品中的B含量降至1ppm以下,从而满足使用要求。在对石墨纯度要求很高的半导体及晶体生长领域有很大的应用潜力。本方法具有工艺简单、生产成本低、生产周期短和产品纯度高等特点。
附图说明
图1是本发明石墨坩埚提纯实施例的保温系统示意图。
具体实施方式
    以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明:
实施例1
(一)将欲提纯的石墨坩埚4置于保温系统2中,保温系统2设有进气孔3和出气孔1,如图1所示。
(二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空3小时,真空度达到小于5.0×10-5mbar。
(三)在真空状态下,将温度迅速升到1300℃,升温速率为6℃/min,并保温2小时。
(四)以0.5L/min的流量充入氟利昂,纯度为99.9%,压力达到10mbar,升温到1500℃,达到温度后保温2小时,继续抽真空,真空度达到10-4mbar。
(五)重复步骤(四),每次升温200℃,直到温度达到2100℃,充入氩气,流量1L/min,压力达到600mbar,此状态保持8小时。
(六)保温时间结束后,待温度小于50℃,取出待用。
实施例2:
(一)将欲提纯的石墨坩埚1置于保温系统2中,保温系统2设有进气孔3和出气孔1,如图1所示。
(二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空3小时,真空度达到小于5.0×10-5mbar。
(三)在真空状态下,将温度迅速升到1200℃,升温速率为6℃/min,并保温2小时。
(四)以0.5L/min的流量充入氟利昂,纯度为99.9%,压力达到20mbar,升温到1400℃,达到温度后保温2小时,继续抽真空,真空度达到10-4mbar。
(五)重复步骤(四),每次升温200℃,直到温度达到2000℃,充入氩气,流量1L/min,压力达到600mbar,此状态保持4小时。
(六)保温时间结束后,待温度小于50℃,取出待用。
实施例3:
(一)将欲提纯的石墨坩埚1置于保温系统2中,保温系统2设有进气孔3和出气孔1,如图1所示。
(二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空3小时,真空度达到小于5.0×10-5mbar。
(三)在真空状态下,将温度迅速升到1000℃,升温速率为6℃/min,并保温2小时。
(四)以0.5L/min的流量充入氟利昂,纯度为99.9%,压力达到40mbar,升温到1200℃,达到温度后保温2小时,继续抽真空,真空度达到10-4mbar。
(五)重复步骤(四),每次升温200℃,直到温度达到2200℃,充入氩气,流量1L/min,压力达到600mbar,此状态保持2小时。
(六)保温时间结束后,待温度小于50℃,取出待用。
本发明的提纯原理:将一定量的变价化合态的氟化物(氟利昂)以气态的形式充入石墨制品中,控制温度在1800~2300℃,使充入的氟利昂与石墨制品中的硼(B)发生反应生成气态的氟化硼挥发出去。此方法试用使用不同的工艺参数(保温时间,氟利昂的流量等),能使石墨制品中的B含量降至0.5~1ppm,从而满足使用要求。

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资源描述

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410774847.5(22)申请日 2014.12.16C01B 31/04(2006.01)(71)申请人 中国电子科技集团公司第四十六研究所地址 300220 天津市河西区洞庭路 26 号(72)发明人 徐所成 孟大磊 杨明(74)专利代理机构 天津中环专利商标代理有限公司 12105代理人 王凤英(54) 发明名称一种石墨制品提纯的方法(57) 摘要本发明涉及一种石墨制品提纯的方法。将石墨制品置于保温系统再放入感应炉,抽真空1 10h ;温度迅速升到 10001400,升温速率5 8 /min,保温 24h;充入氟利昂,压力。

2、达550mbar,升温 100200,保温 2h,继续抽真空 ;重复充入氟利昂,直到温度达到 1800 2300后充入氩气,压力达到100 800mbar,此状态保持210h ;待温度小于50取出。采用本方法能够有效的去除石墨制品中的杂质,能使石墨制品中的B含量降至1ppm以下,从而满足使用要求。在对石墨纯度要求很高的半导体及晶体生长领域有很大的应用潜力。本方法具有工艺简单、生产成本低、生产周期短和产品纯度高等特点。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 104495817 A(43)申请公布日。

3、 2015.04.08CN 104495817 A1/1 页21.一种石墨制品提纯的方法,其特征在于,包括如下步骤 :(一). 将欲提纯的石墨制品置于保温系统中 ;(二). 将装有石墨制品的保温系统放入感应加热炉中,抽真空 1 10 小时,真空度达到小于 10-5mbar ;(三). 在真空状态下,将温度迅速升到 1000 1400,升温速率为 5 8 /min,并保温24小时;(四). 以 0.11L/min 的流量充入氟利昂,压力达到 550mbar,升温 100200,达到温度后保温 2 小时,继续抽真空,真空度达到 10-4mbar ;(五). 重复步骤(四),直到温度达到 1800 。

4、2300,充入氩气,流量 1L/min,压力达到100800mbar,此状态保持 210 小时 ;(六). 保温时间结束后,待温度小于 50取出待用。权 利 要 求 书CN 104495817 A1/3 页3一种石墨制品提纯的方法技术领域0001 本发明涉及一种石墨制品提纯的方法。背景技术0002 石墨是一种高能晶体碳材料,因其独特的结构和导电、导热、润滑、耐高温、化学性能稳定等特点,使其在高性能材料中具有较高应用价值,广泛应用于冶金、机械、环保、化工、耐火、电子、医药、军工和航空航天等领域,成为现代工业及高新尖技术发展必不可少的非金属材料,在国民经济发展中的地位越来越重要。随着技术的不断发展。

5、,普通的高碳石墨产品已不能满足各行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。0003 目前国内外石墨提纯方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法和高温提纯法。这些方法虽然能够有效的去除石墨中的大部分杂质,但是对于去除其中的非金属元素效果还不理想,因此,在一些对石墨要求很高的领域,需要花很大的成本和精力去做石墨的提纯。发明内容0004 针对现有技术存在的问题,本发明提供一种石墨制品的提纯方法。该方法将石墨制品放入保温系统中,然后置于感应加热炉加热,在不同温度分阶段通入氟利昂,最终得到纯化好的石墨制品。0005 本发明采取的技术方案是 :一种石墨制品提纯的方法,其特征在于,包括如下步骤:(一)。

6、. 将欲提纯的石墨制品置于保温系统中 ;(二). 将装有石墨制品的保温系统放入感应加热炉中,抽真空 1 10 小时,真空度达到小于 10-5mbar ;(三). 在真空状态下,将温度迅速升到 1000 1400,升温速率为 5 8 /min,并保温24小时;(四). 以 0.11L/min 的流量充入氟利昂,压力达到 550mbar,升温 100200,达到温度后保温 2 小时,继续抽真空,真空度达到 10-4mbar ;(五). 重复步骤(四),直到温度达到 1800 2300,充入氩气,流量 1L/min,压力达到100800mbar,此状态保持 210 小时 ;(六). 保温时间结束后,。

7、待温度小于 50取出待用。0006 本发明所产生的有益效果是 :采用本方法能够有效的去除石墨制品中的杂质,尤其是非金属杂质(如B),能使石墨制品中的B含量降至1ppm以下,从而满足使用要求。在对石墨纯度要求很高的半导体及晶体生长领域有很大的应用潜力。本方法具有工艺简单、生产成本低、生产周期短和产品纯度高等特点。附图说明说 明 书CN 104495817 A2/3 页40007 图 1 是本发明石墨坩埚提纯实施例的保温系统示意图。具体实施方式0008 以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明 :实施例 1(一)将欲提纯的石墨坩埚 4 置于保温系统 2 中,保温系统 2 设有进气孔 3 和出气孔 。

8、1,如图 1 所示。0009 (二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空 3 小时,真空度达到小于 5.010-5mbar。0010 (三)在真空状态下,将温度迅速升到1300,升温速率为6/min,并保温2小时。0011 (四)以 0.5L/min 的流量充入氟利昂,纯度为 99.9%,压力达到 10mbar,升温到1500,达到温度后保温 2 小时,继续抽真空,真空度达到 10-4mbar。0012 (五)重复步骤(四),每次升温 200,直到温度达到 2100,充入氩气,流量 1L/min,压力达到 600mbar,此状态保持 8 小时。0013 (六)保温时间结束后,待温度。

9、小于 50,取出待用。0014 实施例 2 :(一)将欲提纯的石墨坩埚 1 置于保温系统 2 中,保温系统 2 设有进气孔 3 和出气孔 1,如图 1 所示。0015 (二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空 3 小时,真空度达到小于 5.010-5mbar。0016 (三)在真空状态下,将温度迅速升到1200,升温速率为6/min,并保温2小时。0017 (四)以 0.5L/min 的流量充入氟利昂,纯度为 99.9%,压力达到 20mbar,升温到1400,达到温度后保温 2 小时,继续抽真空,真空度达到 10-4mbar。0018 (五)重复步骤(四),每次升温 200,直。

10、到温度达到 2000,充入氩气,流量 1L/min,压力达到 600mbar,此状态保持 4 小时。0019 (六)保温时间结束后,待温度小于 50,取出待用。0020 实施例 3 :(一)将欲提纯的石墨坩埚 1 置于保温系统 2 中,保温系统 2 设有进气孔 3 和出气孔 1,如图 1 所示。0021 (二)将装有石墨坩埚的保温系统放入感应加热炉中,抽真空 3 小时,真空度达到小于 5.010-5mbar。0022 (三)在真空状态下,将温度迅速升到1000,升温速率为6/min,并保温2小时。0023 (四)以 0.5L/min 的流量充入氟利昂,纯度为 99.9%,压力达到 40mbar。

11、,升温到1200,达到温度后保温 2 小时,继续抽真空,真空度达到 10-4mbar。0024 (五)重复步骤(四),每次升温 200,直到温度达到 2200,充入氩气,流量 1L/min,压力达到 600mbar,此状态保持 2 小时。0025 (六)保温时间结束后,待温度小于 50,取出待用。0026 本发明的提纯原理 :将一定量的变价化合态的氟化物(氟利昂)以气态的形式充入石墨制品中,控制温度在 1800 2300,使充入的氟利昂与石墨制品中的硼(B)发生反应生说 明 书CN 104495817 A3/3 页5成气态的氟化硼挥发出去。此方法试用使用不同的工艺参数(保温时间,氟利昂的流量等),能使石墨制品中的 B 含量降至 0.51ppm,从而满足使用要求。说 明 书CN 104495817 A1/1 页6图1说 明 书 附 图CN 104495817 A。

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