Proces prečišćavanja telura 7N kombinuje tehnologije zonske rafinacije i usmerene kristalizacije. Ključni detalji procesa i parametri su navedeni u nastavku:
1. Proces rafiniranja zona
Dizajn opreme
Čamci za topljenje višeslojnih prstenastih zona: prečnika 300–500 mm, visine 50–80 mm, izrađeni od kvarca ili grafita visoke čistoće.
Sistem grijanja: Polukružni otporni namotaji s preciznošću kontrole temperature od ±0,5°C i maksimalnom radnom temperaturom od 850°C.
Ključni parametri
Vakum: ≤1×10⁻³ Pa tokom celog rada kako bi se sprečila oksidacija i kontaminacija.
Zonska brzina kretanja: 2–5 mm/h (jednosmjerna rotacija preko pogonskog vratila).
Gradijent temperature: 725±5°C na prednjoj strani rastaljene zone, hlađenje na <500°C na zadnjoj ivici.
Prolazi: 10-15 ciklusa; efikasnost uklanjanja >99,9% za nečistoće sa koeficijentima segregacije <0,1 (npr. Cu, Pb).
2. Proces usmjerene kristalizacije
Priprema topljenja
Materijal: 5N telur pročišćen zonskom rafinacijom.
Uslovi topljenja: Otopljen pod inertnim Ar gasom (≥99,999% čistoće) na 500–520°C korišćenjem visokofrekventnog indukcijskog grejanja.
Zaštita od topljenja: Grafitni poklopac visoke čistoće za suzbijanje isparavanja; Dubina rastopljenog bazena održavana na 80–120 mm.
Kontrola kristalizacije
Brzina rasta: 1–3 mm/h sa vertikalnim temperaturnim gradijentom od 30–50°C/cm.
Sistem hlađenja: Bakarno hlađenje vodom za prisilno donje hlađenje; radijacijsko hlađenje na vrhu.
Segregacija nečistoća: Fe, Ni i druge nečistoće se obogaćuju na granicama zrna nakon 3-5 ciklusa pretopljenja, smanjujući koncentracije na nivoe ppb.
3. metrika kontrole kvaliteta
Referenca standardne vrijednosti parametra
Konačna čistoća ≥99,99999% (7N)
Ukupne metalne nečistoće ≤0,1 ppm
Sadržaj kiseonika ≤5 ppm
Odstupanje orijentacije kristala ≤2°
Otpornost (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prednosti procesa
Skalabilnost: čamci za topljenje višeslojnih prstenastih zona povećavaju kapacitet serije za 3–5× u poređenju sa konvencionalnim dizajnom.
Efikasnost: Precizna vakuumska i termička kontrola omogućavaju visoke stope uklanjanja nečistoća.
Kvalitet kristala: Ultra-spore stope rasta (<3 mm/h) osiguravaju nisku gustinu dislokacije i integritet monokristala.
Ovaj rafinirani 7N telurij je kritičan za napredne aplikacije, uključujući infracrvene detektore, CdTe tankoslojne solarne ćelije i poluvodičke podloge.
Reference:
označavaju eksperimentalne podatke iz recenziranih studija o prečišćavanju telura.
Vrijeme objave: Mar-24-2025