Proses pemurnian telurium 7N menggabungkan teknologi pemurnian zona dan kristalisasi terarah. Rincian dan parameter proses utama diuraikan di bawah ini:
1. Proses Pemurnian Zona
Desain Peralatan
Perahu peleburan zona annular multi-lapis: Diameter 300–500 mm, tinggi 50–80 mm, terbuat dari kuarsa atau grafit dengan kemurnian tinggi.
Sistem pemanas: Kumparan resistif setengah lingkaran dengan akurasi kontrol suhu ±0,5°C dan suhu operasi maksimum 850°C.
Parameter Utama
Vakum: ≤1×10⁻³ Pa secara menyeluruh untuk mencegah oksidasi dan kontaminasi.
Kecepatan perjalanan zona: 2–5 mm/jam (rotasi searah melalui poros penggerak).
Gradien suhu: 725±5°C di bagian depan zona cair, pendinginan hingga <500°C di tepi belakang.
Lulus: 10–15 siklus; efisiensi penghilangan >99,9% untuk pengotor dengan koefisien pemisahan <0,1 (misalnya, Cu, Pb).
2. Proses Kristalisasi Terarah
Persiapan Lelehan
Bahan: 5N telurium dimurnikan melalui pemurnian zona.
Kondisi peleburan: Dilebur dalam gas Ar inert (kemurnian ≥99,999%) pada suhu 500–520°C menggunakan pemanasan induksi frekuensi tinggi.
Perlindungan lelehan: Penutup grafit dengan kemurnian tinggi untuk menekan penguapan; kedalaman kolam lelehan dipertahankan pada 80–120 mm.
Kontrol Kristalisasi
Laju pertumbuhan: 1–3 mm/jam dengan gradien suhu vertikal 30–50°C/cm.
Sistem pendingin: Basis tembaga berpendingin air untuk pendinginan paksa di bagian bawah; pendinginan radiatif di bagian atas.
Pemisahan pengotor: Fe, Ni, dan pengotor lainnya diperkaya pada batas butir setelah 3–5 siklus peleburan ulang, mengurangi konsentrasi ke tingkat ppb.
3. Metrik Kontrol Kualitas
Referensi Nilai Standar Parameter
Kemurnian akhir ≥99,99999% (7N)
Jumlah pengotor logam ≤0,1 ppm
Kandungan oksigen ≤5 ppm
Deviasi orientasi kristal ≤2°
Resistivitas (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Keunggulan Proses
Skalabilitas: Kapal peleburan zona annular multi-lapis meningkatkan kapasitas batch hingga 3–5x dibandingkan dengan desain konvensional.
Efisiensi: Kontrol vakum dan termal yang tepat memungkinkan tingkat penghilangan kotoran yang tinggi.
Kualitas kristal: Laju pertumbuhan yang sangat lambat (<3 mm/jam) memastikan kepadatan dislokasi yang rendah dan integritas kristal tunggal.
Telurium 7N yang dimurnikan ini sangat penting untuk aplikasi tingkat lanjut, termasuk detektor inframerah, sel surya lapisan tipis CdTe, dan substrat semikonduktor.
Referensi:
menunjukkan data eksperimen dari studi yang ditinjau sejawat mengenai pemurnian telurium.
Waktu posting: 24-Mar-2025