本發(fā)明屬于銀基材料制備，具體涉及一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置與方法。
背景技術(shù)：
1、石英晶體行業(yè)使用銀基材料分為濺射銀靶材和蒸發(fā)銀顆粒。這兩種材料通過(guò)專(zhuān)用的鍍膜技術(shù)將銀鍍?cè)谑⒕希y層主要作用是導(dǎo)電和輕微調(diào)節(jié)晶片頻率。銀層的雜質(zhì)類(lèi)型和含量對(duì)銀層的厚度一致性和表面形貌有直接的影響，尤其是蒸發(fā)鍍膜時(shí)，銀顆粒熔融后，雜質(zhì)漂浮在銀熔液表面，影響銀的均勻蒸發(fā)。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)面積要小于0.5cm2，才能滿(mǎn)足蒸發(fā)鍍膜的需求。其中最影響產(chǎn)品性能的雜質(zhì)類(lèi)型是無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)，主要包括硅酸鈉、硅酸鋁、氧化硅、氧化鋁等。
2、行業(yè)中銀材料的無(wú)機(jī)非金屬的除雜是一個(gè)難題，現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的除雜方式如下：一種是采用反復(fù)熔煉的方式除去部分雜質(zhì)，雜質(zhì)去除比例一般維持在50％左右，并且由于該類(lèi)型的熔煉爐一般采用碳化硅石墨坩堝，會(huì)在熔煉過(guò)程中新引入一部分如碳化硅等雜質(zhì)；另一種是采用較高溫度澆鑄，延長(zhǎng)凝固時(shí)間，也可去除部分雜質(zhì)，但存在溫度過(guò)高白銀損耗過(guò)大等問(wèn)題；還有一種是采用氣氛加熱熔煉的方法，直接將銀放入模具內(nèi)，在氣氛環(huán)境下熔化凝固，材料加工周期長(zhǎng)，氣氛加熱熔煉時(shí)爐子升溫降溫和材料的升溫都是漫長(zhǎng)的過(guò)程，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，并且伴隨著能耗升高，導(dǎo)致加工成本提高。
3、現(xiàn)有技術(shù)中還有采用感應(yīng)熔煉爐去除金屬雜質(zhì)，感應(yīng)熔煉爐熔煉完成后，將熔煉金屬倒入模具進(jìn)行凝固，首先、熔融金屬在倒入模具時(shí)，金屬熔液與模具之間的溫度梯度較大，金屬熔液的表面會(huì)迅速凝固，形成一層薄的固態(tài)殼，加劇了雜質(zhì)在凝固金屬中的殘留。其次，熔融金屬倒入模具后，在常溫下凝固，熔煉金屬溫度很快降低到凝固溫度，該凝固階段的時(shí)間很短，雜質(zhì)會(huì)直接被“凍結(jié)”在凝固的金屬基體中，無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)沒(méi)有足夠的時(shí)間聚集和上浮到熔液表面，導(dǎo)致最終產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有感應(yīng)熔煉爐去除銀基材料雜質(zhì)處理方法中存在的無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)沒(méi)有足夠的時(shí)間聚集和上浮到熔液表面的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置與方法，在感應(yīng)熔煉爐熔煉后，進(jìn)入加熱室保溫靜置，兩者的結(jié)合加快了銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的去除的生產(chǎn)效率和確保除雜中雜質(zhì)上浮的時(shí)間和上浮效率，使處理后的銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)含量相比未處理的減低90％。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，包括真空室、感應(yīng)熔煉爐、模具，還包括加熱室和轉(zhuǎn)盤(pán)；
4、所述感應(yīng)熔煉爐、加熱室和轉(zhuǎn)盤(pán)均設(shè)置在所述真空室內(nèi)；所述加熱室和轉(zhuǎn)盤(pán)位于感應(yīng)熔煉爐一側(cè)；
5、所述加熱室設(shè)有供轉(zhuǎn)盤(pán)穿過(guò)的開(kāi)口一，所述轉(zhuǎn)盤(pán)的部分盤(pán)體位于加熱室內(nèi)；
6、所述模具設(shè)置在轉(zhuǎn)盤(pán)上，加熱室上設(shè)有供模具穿入和穿出的兩個(gè)開(kāi)口二；
7、所述感應(yīng)熔煉爐轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在真空室內(nèi)，模具的加料口和感應(yīng)熔煉爐的出料口對(duì)應(yīng)設(shè)置。
8、進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)盤(pán)的底部設(shè)有動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)和減速機(jī)，電機(jī)和減速機(jī)均位于真空室外，所述減速機(jī)的輸出端穿過(guò)真空室后固定至轉(zhuǎn)盤(pán)的底部，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)盤(pán)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
9、進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)置有垂直的至少兩個(gè)擋板，所述擋板與加熱室上開(kāi)口二相匹配。
10、進(jìn)一步地，所述擋板與加熱室開(kāi)口二側(cè)壁的間隙小于3mm。
11、進(jìn)一步地，所述擋板材質(zhì)為氧化鋁隔熱耐火磚，厚度不小于3cm。
12、進(jìn)一步地，所述模具和所述感應(yīng)熔煉爐的坩堝都采用石墨材質(zhì)。
13、進(jìn)一步地，所述處理裝置還包括儲(chǔ)氣罐和真空泵。
14、進(jìn)一步地，本申請(qǐng)還提供了一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理方法，包括如下步驟：
15、s1：打開(kāi)真空室，將標(biāo)準(zhǔn)銀錠表面磨砂后，裁切成銀塊，將銀塊投入感應(yīng)熔煉爐內(nèi)，將模具放置到轉(zhuǎn)盤(pán)上；
16、s2：關(guān)閉真空室，先抽真空至0.1mpa，再充入氬氣至常壓；
17、s3：轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)將模具轉(zhuǎn)入加熱室，加熱室內(nèi)的溫度加熱至1050℃-1150℃；
18、s4：開(kāi)啟感應(yīng)熔煉爐，開(kāi)始熔融銀塊，待感應(yīng)熔煉爐達(dá)到1100℃-1200℃后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2min-5min；
19、s5：步驟4完成后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)將模具轉(zhuǎn)出加熱室，轉(zhuǎn)動(dòng)感應(yīng)熔煉爐使其傾斜，將感應(yīng)熔煉爐內(nèi)的熔融銀熔液倒入到模具內(nèi)，倒完后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)將模具轉(zhuǎn)入加熱室內(nèi)靜置，靜置時(shí)間為4min-10min，再次轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)將模具轉(zhuǎn)出加熱室，使模具內(nèi)的銀熔液冷卻凝固，得到凝固后的銀塊；
20、s6：將凝固后的銀塊上表面銑削2mm-5mm，即得到處理后的無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的銀材料。
21、進(jìn)一步地，在s3中所述模具轉(zhuǎn)入加熱室，在1050℃-1150℃加熱時(shí)間不少于20min。
22、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：
23、1.本申請(qǐng)將感應(yīng)熔煉后的熔融金屬導(dǎo)入加熱后的模具，盛有熔融金屬的模具通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)快速進(jìn)入加熱室內(nèi)保溫。加熱室用于給加入熔液前的石墨模具升溫以及盛有熔融金屬后石墨模具的保溫。在加入熔液之前加熱模具使模具具有和熔煉金屬相近的溫度，避免了熔融金屬傾倒至模具內(nèi)，金屬熔液與模具之間的溫度過(guò)大，使凝固過(guò)程直接開(kāi)始；模具加入熔融金屬之后，將模具轉(zhuǎn)入加熱室內(nèi)進(jìn)行保溫，保證模具所處的環(huán)境溫度接近于熔煉溫度，不會(huì)因?yàn)槟＞吆铜h(huán)境溫度溫差過(guò)大導(dǎo)致使雜質(zhì)未完全上浮就開(kāi)始凝固。綜上，本申請(qǐng)，通過(guò)感應(yīng)熔煉爐熔煉和加熱室的結(jié)合，延緩了整個(gè)凝固的時(shí)間，保證了非金屬雜質(zhì)的上浮的時(shí)間和上浮效率，使處理后的銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)含量相比未處理的減低90％。
24、2.現(xiàn)有技術(shù)中采用氣氛加熱熔煉的方法，直接將銀放入模具內(nèi)，在氬氣氣氛環(huán)境下將銀放在模具內(nèi)熔化，之后降溫使銀熔液在模具中凝固，在這個(gè)過(guò)程中，爐子升溫降溫和材料的升溫都是漫長(zhǎng)，而本申請(qǐng)感應(yīng)熔煉爐和加熱室分開(kāi)的設(shè)計(jì)，在保證了除雜效率的同時(shí)，也保證了生產(chǎn)的效率，節(jié)省了銀材料加工周期。
25、3.本申請(qǐng)模具和感應(yīng)熔煉爐坩堝都采用石墨模具，在澆鑄過(guò)程中不引入其他的雜質(zhì)。只需將模具上面聚集非金屬雜質(zhì)的凝固面稍加銑削，即可得到理想效果的銀材料。提高鑄造產(chǎn)品的得料率5％。
1.一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，包括真空室（1）、感應(yīng)熔煉爐（2）、模具（5），其特征在于，還包括加熱室（3）和轉(zhuǎn)盤(pán)（4）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤(pán)（4）的底部設(shè)有動(dòng)力機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)（8）和減速機(jī)（12），電機(jī)（8）和減速機(jī)（12）均位于真空室（1）外，所述減速機(jī)（12）的輸出端穿過(guò)真空室（1）后固定至轉(zhuǎn)盤(pán)（4）的底部，電機(jī)（8）通過(guò)減速機(jī)（12）將動(dòng)力傳遞給轉(zhuǎn)盤(pán)（4）并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)（4）轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)盤(pán)（4）上設(shè)置有垂直的至少兩個(gè)擋板（402），所述擋板（402）與加熱室（3）上開(kāi)口二相匹配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述擋板（402）與加熱室（3）開(kāi)口二側(cè)壁的間隙小于3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述擋板（402）材質(zhì)為氧化鋁隔熱耐火磚，厚度不小于3cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述模具（5）和所述感應(yīng)熔煉爐（2）的坩堝都采用石墨材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括儲(chǔ)氣罐（11）和真空泵（7）。
8.一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種銀材料中無(wú)機(jī)非金屬雜質(zhì)的處理方法，其特征在于，在s3中所述模具（5）轉(zhuǎn)入加熱室（3），在1050℃-1150℃加熱時(shí)間不少于20min。