Proces pročišćavanja 7N telura kombinira tehnologije zonskog pročišćavanja i usmjerene kristalizacije. Ključni detalji procesa i parametri navedeni su u nastavku:
1. Zonski proces rafiniranja
Dizajn opreme
Višeslojni prstenasti zonski čamci za taljenje: Promjer 300–500 mm, visina 50–80 mm, izrađeni od kvarca ili grafita visoke čistoće.
Sustav grijanja: Polukružne otporne zavojnice s preciznošću kontrole temperature od ±0,5°C i maksimalnom radnom temperaturom od 850°C.
Ključni parametri
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa u cijelosti kako bi se spriječila oksidacija i kontaminacija.
Brzina kretanja zone: 2–5 mm/h (jednosmjerna rotacija preko pogonske osovine).
Gradijent temperature: 725±5°C na prednjoj strani rastaljene zone, hlađenje na <500°C na stražnjem rubu.
Prolazi: 10–15 ciklusa; učinkovitost uklanjanja >99,9% za nečistoće s koeficijentima segregacije <0,1 (npr. Cu, Pb).
2. Proces usmjerene kristalizacije
Priprema taline
Materijal: 5N telur pročišćen zonskim rafiniranjem.
Uvjeti taljenja: Otopljeno pod inertnim Ar plinom (≥99,999% čistoće) na 500–520°C korištenjem visokofrekventnog indukcijskog grijanja.
Zaštita od taljenja: Poklopac od grafita visoke čistoće za suzbijanje isparavanja; dubina rastaljenog bazena održavana na 80–120 mm.
Kontrola kristalizacije
Brzina rasta: 1–3 mm/h s vertikalnim gradijentom temperature od 30–50°C/cm.
Sustav hlađenja: Bakrena baza hlađena vodom za prisilno hlađenje dna; radijacijsko hlađenje na vrhu.
Odvajanje nečistoća: Fe, Ni i druge nečistoće obogaćuju se na granicama zrna nakon 3-5 ciklusa taljenja, smanjujući koncentracije na razine ppb.
3. Mjerila kontrole kvalitete
Referenca standardne vrijednosti parametra
Konačna čistoća ≥99,99999% (7N)
Ukupne metalne nečistoće ≤0,1 ppm
Sadržaj kisika ≤5 ppm
Odstupanje orijentacije kristala ≤2°
Otpornost (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prednosti procesa
Skalabilnost: Višeslojni prstenasti zonski čamci za taljenje povećavaju kapacitet serije za 3-5 puta u usporedbi s konvencionalnim dizajnom.
Učinkovitost: Precizan vakuum i termička kontrola omogućuju visoke stope uklanjanja nečistoća.
Kvaliteta kristala: Ultra spore stope rasta (<3 mm/h) osiguravaju nisku gustoću dislokacija i cjelovitost jednog kristala.
Ovaj rafinirani 7N telur kritičan je za napredne primjene, uključujući infracrvene detektore, CdTe tankoslojne solarne ćelije i poluvodičke podloge.
Reference:
označavaju eksperimentalne podatke iz recenziranih studija o pročišćavanju telura.
Vrijeme objave: 24. ožujka 2025