镓液的分装装置及方法与流程

本发明涉及材料后处理领域，尤其涉及一种镓液的分装装置及方法。

背景技术：

超高纯镓（纯度为7n或以上）是一种重要的半导体基础材料，随着其系列化合物砷化镓、磷化镓、镓铝砷等在高速集成电路、led、光敏元件等领域内广泛应用，超高纯镓的市场需求迅速增加。目前，超高纯镓主要是通过电解精炼、区域熔炼、拉单晶、分步结晶以及真空蒸馏等材料提纯精炼技术中的几种组合来直接制得。经过提纯之后的超高纯镓的氧含量是其性能指标中的一个关键因素，然而，在高纯镓的后处理过程中，例如分装过程中很容易混入氧，导致高纯镓中的氧含量过高并严重影响后端产品的性能。

因此，有必要设计一种能保持极低氧含量的镓液的分装装置及方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能保持极低氧含量的镓液的分装装置及方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种镓液的分装装置，该装置包括一手套箱、与手套箱临接的一过渡仓，该装置还包括内置于手套箱内的一电子秤、若干包装瓶、一升降装置，该装置还包括位于手套箱外的一均制器、一计量泵，所述均制器、计量泵通过泵管连接，且泵管延伸至手套箱内的包装瓶正上方，所述包装瓶置于电子秤上，而升降装置固定于包装瓶的正上方，所述过渡仓内置有一滑动装置，所述手套箱和过渡仓均通过气管与气瓶、真空泵连接。

作为本发明的进一步改进，所述均制器、计量泵、手套箱之间的泵管都设置有阀门。

作为本发明的进一步改进，所述过渡仓设置有一过渡仓门，在打开过渡仓门时，手套箱和过渡仓连通；在关闭过渡仓门时，手套箱和过渡仓相互隔绝开。

作为本发明的进一步改进，所述手套箱内置有热源。

作为本发明的进一步改进，所述热源采用红外热源。

本发明同时提出一种镓液的分装方法，采用上述的镓液的分装装置，其包括如下步骤：

s1、将7n高纯镓液泵入均制器，均制器的设定温度为35℃-55℃，开始恒温恒速搅拌；

s2、手套箱和过渡仓首先通过真空泵抽真空，然后向手套箱和过渡仓内均通入保护气体，开启手套箱的热源，恒温50-80℃，直至手套箱和过渡仓内的氧含量低于0.1ppm；

s3、打开过渡仓门，通过滑动装置将包装瓶转移到手套箱内；升降装置将泵管插入包装瓶内，打开计量泵开关，按照设定程序均速将定量镓液从均制器泵入包装瓶内；

s4、分装完后，升降装置将泵管抽离包装瓶，电子天平将重量数据同步传输到计算机表格中，然后经过一段间歇时间；

s5、在间歇时间内将分装好镓液的包装瓶置于滑动装置上，运回过渡仓；

s6、重复s3-s5进行分装作业，直到分装完毕。

作为本发明的进一步改进，s3中的设定程序具体为：计量泵于10-30s内将2500g镓液泵至包装瓶内。

作为本发明的进一步改进，s1中，搅拌的转速范围为20-35rpm。

作为本发明的进一步改进，s4中，间歇时间为60s-120s。

作为本发明的进一步改进，保护气体为5n或以上高纯惰性气体。

本镓液的分装装置及方法，在手套箱所提供的密闭环境中，在保护气体的氛围下，对高纯镓液进行分装，保持镓液纯度的同时，能使得其氧含量小于3ppm，使得镓液的经济价值得以维持。

附图说明

图1为本发明镓液的分装装置的实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提出一种镓液的分装装置100，该装置100包括一手套箱110、与手套箱110临接的一过渡仓120，该装置100还包括内置于手套箱110内的一电子秤130、若干包装瓶140、一升降装置150，该装置100还包括位于手套箱110外的一均制器160、一计量泵170，均制器160、计量泵170通过泵管180连接，且泵管180延伸至手套箱110内的包装瓶140正上方，包装瓶140置于电子秤130上，而升降装置150固定于包装瓶140的正上方，过渡仓120内置有一滑动装置121，手套箱110和过渡仓120均通过气管192与气瓶190、真空泵191连接。

手套箱110为镓液的分装提供密闭空间；手套箱110内置有热源，优选地，热源采用红外热源，可以为镓液的分装提供所需的恒温环境。

过渡仓120与手套箱110临接，过渡仓120用于包装瓶140以及分装好的镓液的中转，过渡仓120采用非金属或者不污染镓原料的金属材质制备而成。过渡仓120内置有一滑动装置121，滑动装置121用于将空包装瓶140转移至手套箱110内并将分装完毕的装有镓液的包装瓶140转移至过渡仓120，滑动装置121采用非金属或者不污染镓原料的金属材质制备而成。

电子秤130用于称量并将数据传输至计算机记录。

包装瓶140用于盛装镓液，包装瓶140采用高纯非金属材料制备而成，优选地，包装瓶140采用pe材料制备而成。

升降装置150用于将计量泵170的泵管180在分装前插入包装瓶140内，在分装完毕后将泵管180抽离包装瓶140。

均制器160用来盛放和均制高纯镓液，均制器160采用高纯非金属材料制备而成，不会污染镓；均制器160具备加热恒温功能，确保镓液温度位于30~60℃之间；均制器160还具备搅拌功能，确保镓液成分均匀。

计量泵170能够定时定量的将镓液泵入包装瓶140内。

均制器160、计量泵170、手套箱110之间的泵管180都设置有阀门181。

气瓶190内置有5n或以上的保护气体-高纯惰性气体，气瓶190内的保护气体通过气管192通入手套箱110和过渡仓120。

真空泵191用于抽真空，采用无油真空泵，确保没有油气污染。

本发明同时提出一种镓液的分装方法，采用上述的镓液的分装装置，其包括如下步骤：

s1、将7n高纯镓液泵入均制器，均制器的设定温度为35℃-55℃，开始恒温恒速搅拌；

s2、手套箱和过渡仓首先通过真空泵抽真空，然后向手套箱和过渡仓内均通入保护气体，开启手套箱的热源，恒温50-80℃，直至手套箱和过渡仓内的氧含量低于0.1ppm；

s3、打开过渡仓门，通过滑动装置将包装瓶转移到手套箱内；升降装置将泵管插入包装瓶内，打开计量泵开关，按照设定程序均速将定量镓液从均制器泵入包装瓶内；

s4、分装完后，升降装置将泵管抽离包装瓶，电子天平将重量数据同步传输到计算机表格中，然后经过一段间歇时间；

s5、在间歇时间内将分装好镓液的包装瓶置于滑动装置上，运回过渡仓；

s6、重复s3-s5进行分装作业，直到分装完毕。

在本发明的某些实施例中，s3中的设定程序具体为：计量泵于10-30s内将2500g镓液泵至包装瓶内。

在本发明的某些实施例中，s1中，搅拌的转速范围为20-35rpm。

在本发明的某些实施例中，s4中，间歇时间为60s-120s。

在本发明的某些实施例中，保护气体为5n或以上高纯惰性气体。

实施例1。

采用镓液的分装装置，将200kg纯度为7n的高纯镓液泵入均制器，均制器的设定温度为35℃，搅拌转速为20rpm，开始恒温恒速搅拌；开启手套箱内的热源，恒温50℃，直至手套箱和过渡仓内的氧含量低于0.1ppm；打开过渡仓门，通过滑动装置将包装瓶转移到手套箱内；升降装置将泵管插入包装瓶内，打开计量泵开关，按照设定程序均速将2500g镓液10s内泵入包装瓶内；分装完后，升降装置将泵管抽离包装瓶，电子天平将重量数据同步传输到计算机表格中，然后经过60s的间歇时间；在间歇时间内将分装好镓液的包装瓶置于滑动装置上，运回过渡仓，重复进行上述分装作业，直到分装完毕。经检测，所分装得到的超高纯镓液的纯度仍为7n，其中氧含量小于1ppm。

实施例2。

采用镓液的分装装置，将300kg纯度为7n的高纯镓液泵入均制器，均制器的设定温度为45℃，搅拌转速为30rpm，开始恒温恒速搅拌；开启手套箱内的热源，恒温70℃，直至手套箱和过渡仓内的氧含量低于0.1ppm；打开过渡仓门，通过滑动装置将包装瓶转移到手套箱内；升降装置将泵管插入包装瓶内，打开计量泵开关，按照设定程序均速将2500g镓液20s内泵入包装瓶内；分装完后，升降装置将泵管抽离包装瓶，电子天平将重量数据同步传输到计算机表格中，然后经过90s的间歇时间；在间歇时间内将分装好镓液的包装瓶置于滑动装置上，运回过渡仓，重复进行上述分装作业，直到分装完毕。经检测，所分装得到的超高纯镓液的纯度仍为7n，其中氧含量小于2.5ppm。

实施例3。

采用镓液的分装装置，将100kg纯度为7n的高纯镓液泵入均制器，均制器的设定温度为55℃，搅拌转速为35rpm，开始恒温恒速搅拌；开启手套箱内的热源，恒温50℃，直至手套箱和过渡仓内的氧含量低于0.1ppm；打开过渡仓门，通过滑动装置将包装瓶转移到手套箱内；升降装置将泵管插入包装瓶内，打开计量泵开关，按照设定程序均速将2500g镓液10s内泵入包装瓶内；分装完后，升降装置将泵管抽离包装瓶，电子天平将重量数据同步传输到计算机表格中，然后经过120s的间歇时间；在间歇时间将分装好镓液的包装瓶置于滑动装置上，运回过渡仓，重复进行上述分装作业，直到分装完毕。经检测，所分装得到的超高纯镓液的纯度仍为7n，其中氧含量小于3ppm。

本镓液的分装装置及方法，在手套箱所提供的密闭环境中，在保护气体的氛围下，对高纯镓液进行分装，保持镓液纯度的同时，能使得其氧含量小于3ppm，使得镓液的经济价值得以维持。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。