Proses pemurnian telurium 7N menggabungkan teknologi pemurnian zona dan kristalisasi terarah. Detail dan parameter proses utama diuraikan di bawah ini:
1. Proses Pemurnian Zona
Desain Peralatan
Bejana peleburan zona annular berlapis banyak: Diameter 300–500 mm, tinggi 50–80 mm, terbuat dari kuarsa atau grafit dengan kemurnian tinggi.
Sistem pemanas: Kumparan resistif setengah lingkaran dengan akurasi kontrol suhu ±0,5°C dan suhu operasi maksimum 850°C.
Parameter Utama
Vakum: ≤1×10⁻³ Pa secara menyeluruh untuk mencegah oksidasi dan kontaminasi.
Kecepatan pergerakan zona: 2–5 mm/jam (rotasi searah melalui poros penggerak).
Gradien suhu: 725±5°C di bagian depan zona leleh, mendingin hingga <500°C di bagian belakang.
Lulus: 10–15 siklus; efisiensi penghilangan >99,9% untuk pengotor dengan koefisien segregasi <0,1 (misalnya, Cu, Pb).
2. Proses Kristalisasi Terarah
Persiapan Lelehan
Bahan: Telurium 5N yang dimurnikan melalui pemurnian zona.
Kondisi peleburan: Dilebur di bawah gas Ar inert (kemurnian ≥99,999%) pada suhu 500–520°C menggunakan pemanasan induksi frekuensi tinggi.
Perlindungan lelehan: Lapisan grafit dengan kemurnian tinggi untuk menekan penguapan; kedalaman kolam lelehan dijaga pada 80–120 mm.
Kontrol Kristalisasi
Laju pertumbuhan: 1–3 mm/jam dengan gradien suhu vertikal 30–50°C/cm.
Sistem pendinginan: Alas tembaga berpendingin air untuk pendinginan paksa dari bawah; pendinginan radiasi di bagian atas.
Segregasi pengotor: Fe, Ni, dan pengotor lainnya terkonsentrasi di batas butir setelah 3–5 siklus peleburan ulang, mengurangi konsentrasi hingga tingkat ppb.
3. Metrik Kontrol Kualitas
Referensi Nilai Standar Parameter
Kemurnian akhir ≥99,99999% (7N)
Total pengotor logam ≤0,1 ppm
Kandungan oksigen ≤5 ppm
Penyimpangan orientasi kristal ≤2°
Resistivitas (300 K) 0,1–0,3 Ω·cm
Keunggulan Proses
Skalabilitas: Wadah peleburan zona annular multi-lapisan meningkatkan kapasitas batch hingga 3–5 kali lipat dibandingkan dengan desain konvensional.
Efisiensi: Kontrol vakum dan termal yang presisi memungkinkan tingkat penghilangan pengotor yang tinggi.
Kualitas kristal: Laju pertumbuhan ultra-lambat (<3 mm/jam) memastikan kepadatan dislokasi rendah dan integritas kristal tunggal.
Telurium 7N yang telah dimurnikan ini sangat penting untuk aplikasi canggih, termasuk detektor inframerah, sel surya film tipis CdTe, dan substrat semikonduktor.
Referensi:
menunjukkan data eksperimental dari studi yang ditinjau oleh rekan sejawat tentang pemurnian telurium.
Waktu posting: 24 Maret 2025