El proceso de purificación de telurio 7N combina tecnologías de refinación por zonas y cristalización direccional. Los detalles y parámetros clave del proceso se describen a continuación:
1. Proceso de refinación por zonas
Diseño de equipos
Barcos de fusión de zona anular multicapa: Diámetro 300–500 mm, altura 50–80 mm, hechos de cuarzo o grafito de alta pureza.
Sistema de calentamiento: Bobinas resistivas semicirculares con precisión de control de temperatura de ±0,5°C y una temperatura máxima de funcionamiento de 850°C.
Parámetros clave
Vacío: ≤1×10⁻³ Pa en todo momento para evitar la oxidación y la contaminación.
Velocidad de desplazamiento por zona: 2–5 mm/h (rotación unidireccional mediante eje de transmisión).
Gradiente de temperatura: 725 ± 5 °C en el frente de la zona fundida, enfriamiento a <500 °C en el borde de salida.
Pases: 10–15 ciclos; eficiencia de eliminación >99,9 % para impurezas con coeficientes de segregación <0,1 (por ejemplo, Cu, Pb).
2. Proceso de cristalización direccional
Preparación de la masa fundida
Material: Telurio 5N purificado mediante refinación por zonas.
Condiciones de fusión: Fundido bajo gas Ar inerte (≥99,999 % de pureza) a 500–520 °C utilizando calentamiento por inducción de alta frecuencia.
Protección contra la fusión: cubierta de grafito de alta pureza para suprimir la volatilización; la profundidad del baño fundido se mantiene entre 80 y 120 mm.
Control de cristalización
Tasa de crecimiento: 1–3 mm/h con un gradiente de temperatura vertical de 30–50°C/cm.
Sistema de enfriamiento: Base de cobre refrigerada por agua para enfriamiento forzado en la parte inferior; enfriamiento radiativo en la parte superior.
Segregación de impurezas: Fe, Ni y otras impurezas se enriquecen en los límites de grano después de 3 a 5 ciclos de fusión, lo que reduce las concentraciones a niveles de ppb.
3. Métricas de control de calidad
Parámetro Valor estándar Referencia
Pureza final ≥99,99999 % (7N)
Impurezas metálicas totales ≤0,1 ppm
Contenido de oxígeno ≤5 ppm
Desviación de la orientación del cristal ≤2°
Resistividad (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Ventajas del proceso
Escalabilidad: Los recipientes de fusión de zona anular multicapa aumentan la capacidad del lote entre 3 y 5 veces en comparación con los diseños convencionales.
Eficiencia: El control térmico y de vacío preciso permite altas tasas de eliminación de impurezas.
Calidad del cristal: Las tasas de crecimiento ultralentas (<3 mm/h) garantizan una baja densidad de dislocaciones y la integridad del monocristal.
Este telurio 7N refinado es fundamental para aplicaciones avanzadas, incluidos detectores infrarrojos, células solares de película delgada de CdTe y sustratos semiconductores.
Referencias:
denotan datos experimentales de estudios revisados por pares sobre la purificación del telurio.
Hora de publicación: 24 de marzo de 2025