7N telluriumrensningsprocessen kombinerer zoneraffinering og retningsbestemt krystallisation. Nøgleprocesdetaljer og parametre er beskrevet nedenfor:
1. Zoneraffineringsproces
Udstyrsdesign
Flerlags smeltebåde med ringformet zone: Diameter 300-500 mm, højde 50-80 mm, lavet af kvarts eller grafit med høj renhed.
Varmesystem: Halvcirkelformede resistive spoler med en temperaturreguleringsnøjagtighed på ±0,5 °C og en maksimal driftstemperatur på 850 °C.
Nøgleparametre
Vakuum: ≤1×10⁻³ Pa overalt for at forhindre oxidation og kontaminering.
Zonehastighed: 2-5 mm/t (ensrettet rotation via drivaksel).
Temperaturgradient: 725 ± 5 °C ved den smeltede zone foran, afkøling til <500 °C ved bagkanten.
Gennemløb: 10-15 cyklusser; fjernelseseffektivitet >99,9 % for urenheder med segregationskoefficienter <0,1 (f.eks. Cu, Pb).
2. Retningsbestemt krystallisationsproces
Smelteforberedelse
Materiale: 5N tellurium renset via zoneraffinering.
Smeltebetingelser: Smeltet under inert Ar-gas (≥99,999 % renhed) ved 500-520 °C ved hjælp af højfrekvent induktionsopvarmning.
Smeltebeskyttelse: Yderlag af grafit med høj renhed undertrykker fordampning; smeltebassinets dybde holdes på 80-120 mm.
Krystallisationskontrol
Væksthastighed: 1-3 mm/t med en vertikal temperaturgradient på 30-50 °C/cm.
Kølesystem: Vandkølet kobberbase til tvungen køling i bunden; strålingskøling i toppen.
Urenhedsadskillelse: Fe, Ni og andre urenheder beriges ved korngrænser efter 3-5 omsmeltningscyklusser, hvilket reducerer koncentrationerne til ppb-niveauer.
3. Kvalitetskontrolmålinger
Parameter Standardværdi Reference
Endelig renhed ≥99,99999% (7N)
Samlede metalliske urenheder ≤0,1 ppm
Iltindhold ≤5 ppm
Krystalorienteringsafvigelse ≤2°
Modstand (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Procesfordele
Skalerbarhed: Flerlags smeltebåde med ringformede zone øger batchkapaciteten med 3-5 gange sammenlignet med konventionelle designs.
Effektivitet: Præcis vakuum- og termisk kontrol muliggør høj fjernelse af urenheder.
Krystalkvalitet: Ultralangsomme vækstrater (<3 mm/t) sikrer lav dislokationstæthed og enkeltkrystalintegritet.
Dette raffinerede 7N tellurium er afgørende for avancerede applikationer, herunder infrarøde detektorer, CdTe tyndfilmssolceller og halvledersubstrater.
Referencer:
betegner eksperimentelle data fra fagfællebedømte studier af oprensning af tellur.
Opslagstidspunkt: 24. marts 2025