一种球磨机的制作方法

1.本实用新型涉及微硅粉制备技术领域，尤其涉及一种球磨机。


背景技术：

2.近年来，以碳化硅为代表的第三代半导体材料由于禁带宽度、击穿电场强度、饱和电子漂移速率、热导率以及抗辐射等关键参数方面具有显著优势，满足了现代工业对高功率、高电压、高频率的进一步需求，从而成为半导体材料领域最具前景的材料之一，作为碳化硅制备原材料高纯微硅粉的需求量也随之大幅提升。
3.目前一般通过研磨、球磨、气流磨等方式来制备高纯微硅粉，上述制备过程中会出现微硅粉易氧化、团聚、吸湿、被污染的情况；另外，通过上述方式制备得到的微硅粉粒径分布不均匀，目标收率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术微硅粉制备过程中微硅粉易氧化、团聚、吸湿、被污染的问题，提供了一种球磨机。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种球磨机，系统具体包括外部研磨筒体、收集筒体、用于带动外部研磨筒体旋转的动力装置，外部研磨筒体套设于收集筒体内；外部研磨筒体上设有惰性气体管线，外部研磨筒体腔体内有硅料、小研磨球，外部研磨筒体筒壁上开设有第一筛孔。
6.作为一选项，所述动力装置经转轴与外部研磨筒体连接，转轴、惰性气体管线、外部研磨筒体同轴设置。
7.作为一选项，所述收集筒体上连接有微硅粉收集箱。
8.作为一选项，所述收集筒体上还设有载气管线。
9.作为一选项，所述收集筒体上载气管线的出气口与微硅粉收集箱进料口相对设置。
10.作为一选项，所述球磨机还包括套设于外部研磨筒体内的内部研磨筒体，内部研磨筒体腔体内有大研磨球，筒壁上设有第二筛孔。
11.作为一选项，所述内部研磨筒体上的第二筛孔直径大于等于目标微硅粉粒径，第一筛孔直径等于目标微硅粉粒径。
12.作为一选项，所述大研磨球直径大于小研磨球直径。
13.作为一选项，所述大研磨球、小研磨球、收集筒体、外部研磨筒体、内部研磨筒体、微硅粉收集箱的材质相同，为碳化硅、氮化硅、碳化钨、钨钴合金、玛瑙、氧化锆中的任意一种。
14.作为一选项，所述球磨机还包括用于支撑外部研磨筒体、收集筒体的支架。
15.需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
16.与现有技术相比，本实用新型有益效果是：
17.(1)在一示例中，通过惰性气体管线向外部研磨筒体的腔体内通入惰性气体，使研磨过程处于惰性气体氛围中，以此防止微硅粉氧化、团聚、吸湿、被污染，并及时将外部研磨筒体内粒径小于第一筛孔微硅粉带至收集筒体，提高第一筛孔通过率。
18.(2)在一示例中，转轴、惰性气体管线、外部研磨筒体同轴设置，使惰性气体管线在转轴、外部研磨筒体旋转时不产生转动，进而不间断向外部研磨筒体内通入惰性气体。
19.(3)在一示例中，收集筒体上载气管线的出气口与微硅粉收集箱进料口相对设置，能够及时将收集筒体内目标粒径微硅粉带至微硅粉收集箱内，以此收集目标粒径微硅粉，目标收集率高，提高微硅粉粒径均匀性。
20.(4)在一示例中，通过内部研磨筒体与外部研磨筒体的配合，能够实现微硅粉的二次研磨，能够进一步提高研磨效率、保证粒径均匀性、实现目标粒径微硅粉的连续性产出。
21.(5)在一示例中，研磨球、研磨筒体、微硅粉收集箱为碳化硅、氮化硅、碳化钨、钨钴合金、玛瑙、氧化锆中的任意一种，能够防止微硅粉被污染。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
23.图1为本实用新型一示例中的球磨机示意图；
24.图2为本实用新型一示例中的内部研磨腔体示意图。
25.图中：支架1、惰性气体管线2、载气管线3、外部研磨筒体4、内部研磨筒体5、收集筒体6、大研磨球7、小研磨球8、滤网9、转轴10、电机11、微硅粉收集箱12、第二筛孔13。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
30.如图1所示，在本示例中，一种球磨机，具体包括外部研磨筒体4、收集筒体6、用于带动外部研磨筒体4旋转的动力装置，外部研磨筒体4套设于收集筒体6内；外部研磨筒体4上设有惰性气体管线2，外部研磨筒体4腔体内有硅料、小研磨球8，外部研磨筒体4筒壁上开设有第一筛孔。具体地，硅料为颗粒状硅料，收集筒筒体、外部研磨筒体4上开设有对应的进料口(图中未示出)，用于将投放颗粒状硅料，在动力装置的带动下外部研磨筒体4做旋转运动，小研磨球8对颗粒状硅料进行研磨，在惰性气体气流作用下，能够防止研磨好的微硅粉氧化、团聚、吸湿、被污染，并及时将外部研磨筒体4内粒径小于第一筛孔微硅粉带至收集筒体6，提高第一筛孔通过率。此外，向外部研磨筒体4内通入惰性气体，使研磨过程处于惰性气体氛围中，能够有效降低外部研磨筒体4内温度。
31.在一示例中，动力装置经转轴10与外部研磨筒体4连接，转轴10、惰性气体管线2、外部研磨筒体4同轴设置，使惰性气体管线2在转轴10、外部研磨筒体4旋转时不产生转动，进而不间断向外部研磨筒体4内通入惰性气体。具体地，动力装置具体为电机11，用于带动转轴10进行旋转；惰性气体管线2套设于转轴10内，转轴10为强度大的金属材质的转轴10。
32.在一示例中，收集筒体6上连接有微硅粉收集箱12，用于进一步收集微硅粉。具体地，收集筒体6侧壁或底面设有进料口，微硅粉收集箱12经收集管与进料口连通。
33.在一示例中，收集筒体6上还设有载气管线3，用于向收集筒体6的腔体内通入载气，能够进一步防止微硅粉团聚。
34.在一示例中，收集筒体6上载气管线3的出气口与微硅粉收集箱12进料口相对设置，能够及时将收集筒体6内目标粒径微硅粉带至微硅粉收集箱12内，以此收集目标粒径微硅粉，目标收集率高，提高微硅粉粒径均匀性。具体地，载气管线3的出气口即收集筒体6的进气口，若载气管线3的出气口设于收集筒体6左筒壁上，则微硅粉收集箱12进料口设于外部研磨筒体4右筒壁上，且两者处于同一水平线上。
35.在一示例中，球磨机还包括套设于外部研磨筒体4内的内部研磨筒体5，内部研磨筒体5腔体内有大研磨球7，筒壁上设有第二筛孔13，如图2所示。本实施例中，外部研磨筒体4和内部研磨筒体5同轴设置(即外部研磨筒体4和内部研磨筒体5同步转动)，内部研磨筒体5中先通入有惰性气体，内部研磨筒体5中大研磨球7对硅颗粒状硅料进行研磨，在惰性气流作用下将内部研磨筒体5内粒径小于第二筛孔13的微硅粉送入外部研磨筒体4，外部研磨筒体4对微硅粉进行研磨以得到目标粒径微硅粉，通过内部研磨筒体5与外部研磨筒体4的配合，能够实现微硅粉的二次研磨，能够进一步提高研磨效率、保证粒径均匀性、实现目标粒径微硅粉的连续性产出。
36.在一示例中，内部研磨筒体5上的第二筛孔13直径大于等于目标微硅粉粒径，第一筛孔直径等于目标微硅粉粒径。作为一优选实施例，第二筛孔13直径大于目标微硅粉粒径，内部研磨筒体5内的大研磨球7将能够通过第二筛孔13的硅粉送入外部研磨筒体4腔内，外部研磨筒体4中的小研磨球8仅需对已通过大研磨球7进行一次研磨的硅粉继续研磨，达到目标微硅粉粒径的微硅粉，通过第一筛选孔进入收集筒体6，大于目标粒径微硅粉截留在外部研磨腔体内继续研磨，能够大大提高研磨效率。
37.在一示例中，大研磨球7直径大于小研磨球8直径，利于内部研磨筒体5内的大研磨
球7对硅颗粒进行研磨，而外部研磨筒体4内为硅粉，无需再采用大研磨球7，以此减轻动力装置的负荷。
38.在一示例中，大研磨球7、小研磨球8、收集筒体6、外部研磨筒体4、内部研磨筒体5、微硅粉收集箱12的材质相同，为碳化硅、氮化硅、碳化钨、钨钴合金、玛瑙、氧化锆中的任意一种，能够防止微硅粉被污染。为节省材料开销，可使收集筒体6、外部研磨筒体4、内部研磨筒体5、微硅粉收集箱12的内衬材质为碳化硅、氮化硅、碳化钨、钨钴合金、玛瑙、氧化锆中的任意一种。
39.在一示例中，球磨机还包括用于支撑、固定外部研磨筒体4、收集筒体6、内部研磨筒体5的支架1，惰性气体管线2、转轴10经支架1与外部研磨筒体4连接，载气管线3经支架1与收集筒体6连接。
40.以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。