7N telūra attīrīšanas process apvieno zonu attīrīšanas un virziena kristalizācijas tehnoloģijas. Galvenās procesa detaļas un parametri ir izklāstīti zemāk:
1. Zonu rafinēšanas process
Iekārtu dizains
Daudzslāņu gredzenveida zonas kausēšanas laivas: diametrs 300–500 mm, augstums 50–80 mm, izgatavotas no augstas tīrības pakāpes kvarca vai grafīta.
Apkures sistēma: pusapaļas pretestības spoles ar temperatūras kontroles precizitāti ±0,5°C un maksimālo darba temperatūru 850°C.
Galvenie parametri
Vakuums: ≤1×10⁻³ Pa visā garumā, lai novērstu oksidēšanos un piesārņojumu.
Zonas pārvietošanās ātrums: 2–5 mm/h (vienvirziena rotācija caur piedziņas vārpstu).
Temperatūras gradients: 725±5°C izkausētās zonas priekšpusē, atdzišana līdz <500°C aizmugurējā malā.
Iziet: 10–15 cikli; noņemšanas efektivitāte >99,9% piemaisījumiem ar segregācijas koeficientu <0,1 (piemēram, Cu, Pb).
2. Virziena kristalizācijas process
Kausējuma sagatavošana
Materiāls: 5N telūrs, kas attīrīts ar zonas attīrīšanu.
Kausēšanas apstākļi: izkausēts inertā Ar gāzē (≥99,999% tīrības pakāpe) 500–520 °C temperatūrā, izmantojot augstfrekvences indukcijas karsēšanu.
Aizsardzība pret kušanu: augstas tīrības pakāpes grafīta pārklājums, kas novērš iztvaikošanu; izkausēta baseina dziļums tiek uzturēts 80–120 mm.
Kristalizācijas kontrole
Augšanas ātrums: 1–3 mm/h ar vertikālu temperatūras gradientu 30–50°C/cm.
Dzesēšanas sistēma: ar ūdeni dzesēta vara pamatne piespiedu dzesēšanai no apakšas; starojuma dzesēšana augšpusē.
Piemaisījumu segregācija: Fe, Ni un citi piemaisījumi tiek bagātināti pie graudu robežām pēc 3–5 pārkausēšanas cikliem, samazinot koncentrāciju līdz ppb līmenim.
3. Kvalitātes kontroles metrika
Parametra standarta vērtības atsauce
Galīgā tīrība ≥99,99999% (7N)
Kopējie metālu piemaisījumi ≤0,1 ppm
Skābekļa saturs ≤5 ppm
Kristāla orientācijas novirze ≤2°
Pretestība (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Procesa priekšrocības
Mērogojamība: daudzslāņu gredzenveida zonas kausēšanas laivas palielina partijas ietilpību par 3–5 reizēm, salīdzinot ar parastajām konstrukcijām.
Efektivitāte: precīza vakuuma un termiskā kontrole nodrošina augstu piemaisījumu noņemšanas ātrumu.
Kristālu kvalitāte: īpaši lēni augšanas ātrumi (<3 mm/h) nodrošina zemu dislokācijas blīvumu un viena kristāla integritāti.
Šis rafinētais 7N telūrs ir ļoti svarīgs progresīvām lietojumprogrammām, tostarp infrasarkanajiem detektoriem, CdTe plānslāņa saules baterijām un pusvadītāju substrātiem.
Atsauces:
apzīmē eksperimentālos datus no recenzētiem pētījumiem par telūra attīrīšanu.
Izsūtīšanas laiks: 24.03.2025