กระบวนการทำให้บริสุทธิ์เทลลูเรียม 7N ผสมผสานเทคโนโลยีการกลั่นแบบโซนและการตกผลึกแบบกำหนดทิศทาง รายละเอียดและพารามิเตอร์หลักของกระบวนการมีดังต่อไปนี้:
1. กระบวนการกลั่นแบบโซน
การออกแบบอุปกรณ์
เรือหลอมโลหะแบบวงแหวนหลายชั้น: เส้นผ่านศูนย์กลาง 300–500 มม. ความสูง 50–80 มม. ทำจากควอตซ์หรือกราไฟต์ที่มีความบริสุทธิ์สูง
ระบบทำความร้อน: ขดลวดต้านทานรูปครึ่งวงกลม ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ ±0.5°C และอุณหภูมิใช้งานสูงสุด 850°C
พารามิเตอร์หลัก
สุญญากาศ: ≤1×10⁻³ Pa ตลอดทั้งระบบ เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการปนเปื้อน
ความเร็วในการเคลื่อนที่ของโซน: 2–5 มม./ชม. (การหมุนทิศทางเดียวผ่านเพลาขับ)
การไล่ระดับอุณหภูมิ: 725±5°C ที่ส่วนหน้าของโซนหลอมเหลว ลดลงเหลือ <500°C ที่ขอบด้านท้าย
จำนวนรอบการกรอง: 10–15 รอบ; ประสิทธิภาพการกำจัด >99.9% สำหรับสิ่งเจือปนที่มีค่าสัมประสิทธิ์การแยกตัว <0.1 (เช่น Cu, Pb)
2. กระบวนการตกผลึกแบบมีทิศทาง
การเตรียมการหลอมละลาย
วัสดุ: เทลลูเรียม 5N บริสุทธิ์ด้วยกระบวนการกลั่นแบบโซน
เงื่อนไขการหลอม: หลอมภายใต้ก๊าซอาร์กอนเฉื่อย (ความบริสุทธิ์ ≥99.999%) ที่อุณหภูมิ 500–520°C โดยใช้ความร้อนเหนี่ยวนำความถี่สูง
การป้องกันการหลอม: ฝาครอบกราไฟต์ความบริสุทธิ์สูงเพื่อลดการระเหย รักษาความลึกของบ่อหลอมไว้ที่ 80–120 มม.
การควบคุมการตกผลึก
อัตราการเติบโต: 1–3 มม./ชม. โดยมีค่าความชันของอุณหภูมิในแนวตั้ง 30–50°C/ซม.
ระบบระบายความร้อน: ฐานทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำจากด้านล่าง และระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีที่ด้านบน
การแยกตัวของสิ่งเจือปน: เหล็ก นิกเกล และสิ่งเจือปนอื่นๆ จะสะสมตัวอยู่ที่ขอบเกรนหลังจากผ่านกระบวนการหลอมซ้ำ 3-5 รอบ ทำให้ความเข้มข้นลดลงเหลือระดับ ppb
3. ตัวชี้วัดการควบคุมคุณภาพ
ค่าอ้างอิงมาตรฐานพารามิเตอร์
ความบริสุทธิ์ขั้นสุดท้าย ≥99.99999% (7N)
ปริมาณโลหะเจือปนทั้งหมด ≤0.1 ppm
ปริมาณออกซิเจน ≤5 ppm
ความคลาดเคลื่อนของการวางแนวผลึก ≤2°
ความต้านทานจำเพาะ (300 K) 0.1–0.3 โอห์ม·ซม.
ข้อดีของกระบวนการ
ความสามารถในการขยายขนาด: เรือหลอมแบบวงแหวนหลายชั้นช่วยเพิ่มกำลังการผลิตได้ 3-5 เท่า เมื่อเทียบกับการออกแบบแบบดั้งเดิม
ประสิทธิภาพ: การควบคุมสุญญากาศและความร้อนที่แม่นยำช่วยให้สามารถกำจัดสิ่งสกปรกได้ในระดับสูง
คุณภาพของผลึก: อัตราการเติบโตที่ช้ามาก (<3 มม./ชม.) ช่วยให้มีความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนต่ำและคงความเป็นผลึกเดี่ยวไว้ได้
เทลลูเรียม 7N ที่ผ่านการกลั่นอย่างละเอียดนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานขั้นสูง รวมถึงเครื่องตรวจจับอินฟราเรด เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบาง CdTe และพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์
เอกสารอ้างอิง:
หมายถึงข้อมูลเชิงทดลองจากงานวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิเกี่ยวกับการทำให้เทลลูเรียมบริสุทธิ์
วันที่โพสต์: 24 มีนาคม 2568