Процес пречишћавања 7N телура комбинује технологије зонског рафинирања и усмерене кристализације. Кључни детаљи и параметри процеса наведени су у наставку:
1. Процес рафинирања зоне
Дизајн опреме
Вишеслојни прстенасти зонски чамци за топљење: Пречник 300–500 mm, висина 50–80 mm, направљени од кварца или графита високе чистоће.
Систем грејања: Полукружне отпорничке завојнице са тачношћу контроле температуре од ±0,5°C и максималном радном температуром од 850°C.
Кључни параметри
Вакуум: ≤1×10⁻³ Па свуда да би се спречила оксидација и контаминација.
Брзина зонског кретања: 2–5 mm/h (једносмерна ротација преко погонског вратила).
Температурни градијент: 725±5°C на фронту растопљене зоне, хлађење до <500°C на задњој ивици.
Пролази: 10–15 циклуса; ефикасност уклањања >99,9% за нечистоће са коефицијентима сегрегације <0,1 (нпр. Cu, Pb).
2. Процес усмерене кристализације
Припрема растопа
Материјал: 5N телур пречишћен зонском рафинацијом.
Услови топљења: Топљено под инертним гасом аргона (чистоћа ≥99,999%) на 500–520°C коришћењем високофреквентног индукционог загревања.
Заштита од растопљеног материјала: Прекривач од графита високе чистоће за сузбијање испаравања; дубина растопљеног базена одржава се на 80–120 mm.
Контрола кристализације
Брзина раста: 1–3 mm/h са вертикалним градијентом температуре од 30–50°C/cm.
Систем хлађења: Бакарна база хлађена водом за присилно хлађење дна; радијативно хлађење на врху.
Сегрегација нечистоћа: Fe, Ni и друге нечистоће се обогаћују на границама зрна након 3–5 циклуса претапања, смањујући концентрације на нивое ppb.
3. Метрике контроле квалитета
Параметар Стандардна вредност Референца
Коначна чистоћа ≥99,99999% (7N)
Укупне металне нечистоће ≤0,1 ppm
Садржај кисеоника ≤5 ppm
Одступање оријентације кристала ≤2°
Отпорност (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Предности процеса
Скалабилност: Вишеслојни прстенасти зонски чамци за топљење повећавају капацитет шарже за 3–5 пута у поређењу са конвенционалним дизајном.
Ефикасност: Прецизна контрола вакуума и температуре омогућава високе стопе уклањања нечистоћа.
Квалитет кристала: Ултра споре стопе раста (<3 mm/h) обезбеђују ниску густину дислокација и интегритет монокристала.
Овај рафинисани 7N телуријум је кључан за напредне примене, укључујући инфрацрвене детекторе, танкослојне CdTe соларне ћелије и полупроводничке подлоге.
Референце:
означавају експерименталне податке из рецензираних студија о пречишћавању телура.
Време објаве: 24. март 2025.