7N tellurrenseprosessen kombinerer soneraffinering og retningsbestemt krystalliseringsteknologi. Viktige prosessdetaljer og parametere er beskrevet nedenfor:
1. Soneraffineringsprosess
Utstyrsdesign
Flerlags smeltebåter med ringformet sone: Diameter 300–500 mm, høyde 50–80 mm, laget av høyrens kvarts eller grafitt.
Varmesystem: Halvsirkelformede resistive spoler med temperaturkontrollnøyaktighet på ±0,5 °C og en maksimal driftstemperatur på 850 °C.
Nøkkelparametere
Vakuum: ≤1 × 10⁻³ Pa gjennomgående for å forhindre oksidasjon og forurensning.
Sonehastighet: 2–5 mm/t (ensrettet rotasjon via drivaksel).
Temperaturgradient: 725 ± 5 °C ved den smeltede sonens front, avkjøling til <500 °C ved bakkanten.
Gjennomganger: 10–15 sykluser; fjerningseffektivitet >99,9 % for urenheter med segregeringskoeffisienter <0,1 (f.eks. Cu, Pb).
2. Retningsbestemt krystalliseringsprosess
Smelteforberedelse
Materiale: 5N tellurium renset via soneraffinering.
Smeltebetingelser: Smeltet under inert Ar-gass (≥99,999 % renhet) ved 500–520 °C ved bruk av høyfrekvent induksjonsoppvarming.
Smeltebeskyttelse: Høyrent grafittdeksel for å undertrykke fordampning; smeltedybde opprettholdes på 80–120 mm.
Krystalliseringskontroll
Veksthastighet: 1–3 mm/t med en vertikal temperaturgradient på 30–50 °C/cm.
Kjølesystem: Vannkjølt kobberbase for tvungen kjøling i bunnen; strålingskjøling på toppen.
Urenhetsseparasjon: Fe, Ni og andre urenheter anrikes ved korngrensene etter 3–5 omsmeltingssykluser, noe som reduserer konsentrasjonene til ppb-nivåer.
3. Kvalitetskontrollmålinger
Parameter Standardverdi Referanse
Endelig renhet ≥99,99999 % (7 N)
Totale metalliske urenheter ≤0,1 ppm
Oksygeninnhold ≤5 ppm
Krystallorienteringsavvik ≤2°
Resistivitet (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Prosessfordeler
Skalerbarhet: Flerlags smeltebåter med ringformet sone øker batchkapasiteten med 3–5 ganger sammenlignet med konvensjonelle design.
Effektivitet: Presis vakuum- og termisk kontroll muliggjør høy fjerning av urenheter.
Krystallkvalitet: Ultralangsomme vekstrater (<3 mm/t) sikrer lav dislokasjonstetthet og enkeltkrystallintegritet.
Dette raffinerte 7N telluret er kritisk for avanserte applikasjoner, inkludert infrarøde detektorer, CdTe-tynnfilmssolceller og halvledersubstrater.
Referanser:
betegner eksperimentelle data fra fagfellevurderte studier av rensing av tellur.
Publisert: 24. mars 2025