تجمع عملية تنقية التيلوريوم 7N بين تقنيتي التكرير المناطقي والتبلور الاتجاهي. فيما يلي تفاصيل العملية ومعاييرها الرئيسية:
1. عملية تكرير المنطقة
تصميم المعدات
قوارب الصهر الحلقية متعددة الطبقات: قطرها 300-500 مم، وارتفاعها 50-80 مم، مصنوعة من الكوارتز أو الجرافيت عالي النقاء.
نظام التسخين: ملفات مقاومة نصف دائرية بدقة التحكم في درجة الحرارة ±0.5 درجة مئوية ودرجة حرارة تشغيل قصوى تبلغ 850 درجة مئوية.
المعلمات الرئيسية
الفراغ: ≤1×10⁻³ باسكال في جميع الأنحاء لمنع الأكسدة والتلوث.
سرعة السفر في المنطقة: 2–5 مم/ساعة (دوران أحادي الاتجاه عبر عمود القيادة).
تدرج درجة الحرارة: 725±5 درجة مئوية عند مقدمة المنطقة المنصهرة، والتبريد إلى <500 درجة مئوية عند الحافة الخلفية.
المرور: 10-15 دورة؛ كفاءة الإزالة >99.9% للشوائب ذات معاملات الفصل <0.1 (على سبيل المثال، النحاس، الرصاص).
2. عملية التبلور الاتجاهي
تحضير الذوبان
المواد: تيلوريوم 5N تم تنقيته عن طريق تنقية المنطقة.
ظروف الانصهار: تم صهره تحت غاز الأرجون الخامل (نقاء ≥99.999%) عند درجة حرارة 500-520 درجة مئوية باستخدام التسخين الحثي عالي التردد.
حماية من الذوبان: غطاء من الجرافيت عالي النقاء لقمع التطاير؛ يتم الحفاظ على عمق حوض المنصهر عند 80-120 ملم.
التحكم في التبلور
معدل النمو: 1-3 مم/ساعة مع تدرج حراري رأسي يتراوح بين 30-50 درجة مئوية/سم.
نظام التبريد: قاعدة نحاسية مبردة بالماء للتبريد السفلي القسري؛ والتبريد الإشعاعي في الأعلى.
فصل الشوائب: يتم إثراء الحديد والنيكل والشوائب الأخرى عند حدود الحبوب بعد 3-5 دورات إعادة الصهر، مما يقلل التركيزات إلى مستويات جزء في المليار.
3. مقاييس مراقبة الجودة
المعلمة المعيار القيمة المرجعية
النقاء النهائي ≥99.99999% (7N)
إجمالي الشوائب المعدنية ≤0.1 جزء في المليون
محتوى الأكسجين ≤5 جزء في المليون
انحراف اتجاه البلورة ≤2 درجة
المقاومة (300 كلفن) 0.1–0.3 Ω·سم
مزايا العملية
إمكانية التوسع: تعمل قوارب الصهر ذات المنطقة الحلقية متعددة الطبقات على زيادة سعة الدفعة بمقدار 3 إلى 5 مرات مقارنة بالتصميمات التقليدية.
الكفاءة: يتيح التحكم الدقيق في الفراغ والحرارة تحقيق معدلات عالية من إزالة الشوائب.
جودة البلورة: تضمن معدلات النمو البطيئة للغاية (<3 مم/ساعة) كثافة خلع منخفضة وسلامة البلورة الفردية.
يعد هذا التيلوريوم 7N المكرر ضروريًا للتطبيقات المتقدمة، بما في ذلك أجهزة الكشف عن الأشعة تحت الحمراء، وخلايا الطاقة الشمسية ذات الأغشية الرقيقة من CdTe، والركائز شبه الموصلة.
مراجع:
تشير إلى البيانات التجريبية من الدراسات التي تمت مراجعتها من قبل النظراء حول تنقية التيلوريوم.
وقت النشر: ٢٤ مارس ٢٠٢٥