El procés de purificació del tel·luri 7N combina tecnologies de refinació de zones i de cristal·lització direccional. Els detalls i paràmetres clau del procés es detallen a continuació:
1. Procés de refinació de zones
Disseny d'equips
Embarcacions de fusió de zones anulars multicapa: diàmetre 300–500 mm, alçada 50–80 mm, fetes de quars o grafit d'alta puresa.
Sistema de calefacció: bobines resistives semicirculars amb una precisió de control de temperatura de ±0,5 °C i una temperatura màxima de funcionament de 850 °C.
Paràmetres clau
Buit: ≤1×10⁻³ Pa a tot arreu per evitar l'oxidació i la contaminació.
Velocitat de desplaçament de la zona: 2–5 mm/h (gir unidireccional mitjançant l'eix motriu).
Gradient de temperatura: 725 ± 5 °C a la part frontal de la zona fosa, refredament a <500 °C a la vora posterior.
Passaments: 10-15 cicles; eficiència d'eliminació > 99,9% per a impureses amb coeficients de segregació <0,1 (per exemple, Cu, Pb).
2. Procés de cristal·lització direccional
Preparació de la fusió
Material: tel·luri 5N purificat mitjançant refinament de zones.
Condicions de fusió: fos sota gas inert Ar (≥99,999% de puresa) a 500-520 °C mitjançant calefacció per inducció d'alta freqüència.
Protecció contra la fusió: coberta de grafit d'alta puresa per suprimir la volatilització; la profunditat de la piscina fosa es manté entre 80 i 120 mm.
Control de cristal·lització
Taxa de creixement: 1-3 mm/h amb un gradient de temperatura vertical de 30-50 °C/cm.
Sistema de refrigeració: base de coure refrigerada per aigua per a un refredament inferior forçat; refredament radiatiu a la part superior.
Segregació d'impureses: Fe, Ni i altres impureses s'enriqueixen als límits del gra després de 3-5 cicles de fusió, reduint les concentracions a nivells de ppb.
3. Mètriques de control de qualitat
Paràmetre Valor estàndard de referència
Puresa final ≥99,99999% (7N)
Impureses metàl·liques totals ≤0,1 ppm
Contingut d'oxigen ≤5 ppm
Desviació d'orientació del cristall ≤2°
Resistivitat (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Avantatges del procés
Escalabilitat: els vaixells de fusió de zones anulars multicapa augmenten la capacitat del lot entre 3 i 5 vegades en comparació amb els dissenys convencionals.
Eficiència: el buit i el control tèrmic precís permeten altes taxes d'eliminació d'impureses.
Qualitat del cristall: les taxes de creixement ultra lentes (<3 mm/h) garanteixen una baixa densitat de dislocació i la integritat d'un sol cristall.
Aquest tel·luri refinat 7N és fonamental per a aplicacions avançades, com ara detectors d'infrarojos, cèl·lules solars de pel·lícula fina CdTe i substrats semiconductors.
Referències:
denoten dades experimentals d'estudis revisats per parells sobre la purificació del tel·luri.
Hora de publicació: 24-mar-2025