一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟。
【背景技術(shù)】
[0002]鍺是廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料，重要程度僅次于硅，除半導(dǎo)體應(yīng)用外，鍺大量用于紅外光學(xué)鏡頭制作，在軍事領(lǐng)域和航天領(lǐng)域的應(yīng)用日趨增多，用鍺制成的有機(jī)鍺還有抗癌等醫(yī)療應(yīng)用，，然而，不論在哪一種應(yīng)用中，都需要制備高純鍺元素，所以，鍺的提純技術(shù)成為了生產(chǎn)高純鍺元素的關(guān)鍵技術(shù)，在生產(chǎn)高純鍺元素的技術(shù)中，最為廣泛的提純技術(shù)則是區(qū)熔法，鍺錠的區(qū)域提純?cè)硎抢秒s質(zhì)在液相與固相中溶解度不同，當(dāng)一定長(zhǎng)度的錠條上建立起一個(gè)狹窄的熔區(qū)后，并逐步從一端以確定的速度移向另一端，于是易溶于液相熔區(qū)內(nèi)的雜質(zhì)隨著熔區(qū)運(yùn)動(dòng)被富集趕到錠的尾端，切去尾端就達(dá)到鍺高度純化的目的。在目前，普遍使用的石墨舟其結(jié)構(gòu)是在石墨舟本體內(nèi)加工有一區(qū)熔槽，區(qū)熔槽的截面形狀為矩形結(jié)構(gòu)，區(qū)熔槽的末端設(shè)計(jì)成錐形，上述的石墨舟在使用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，一是提純鍺的區(qū)熔次數(shù)相對(duì)較多，提純的作用不明顯，區(qū)熔一次的合格率僅在60%左右，而是區(qū)熔石墨舟沒(méi)的區(qū)熔槽的體積相對(duì)狹小，每次區(qū)熔后得到的鍺的產(chǎn)量低，極大的限制了區(qū)熔產(chǎn)能的提高，三是傳統(tǒng)的區(qū)熔槽鋒利后的尾錠較多，尾錠的切割量大，區(qū)熔返料率多，生產(chǎn)效率低，無(wú)形中還增加了生產(chǎn)成本。因此，研制開(kāi)發(fā)一種設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尾錠數(shù)量少、區(qū)熔合格率高、返料數(shù)量少、工作效率高、生產(chǎn)成本低、能有效提高產(chǎn)能且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟是客觀(guān)需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種設(shè)計(jì)巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尾錠數(shù)量少、區(qū)熔合格率高、返料數(shù)量少、工作效率高、生產(chǎn)成本低、能有效提高產(chǎn)能且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括石墨舟本體和開(kāi)設(shè)在石墨舟本體內(nèi)的區(qū)熔槽，區(qū)熔槽的縱截面形狀為上底邊較長(zhǎng)的等腰梯形，在區(qū)熔槽的內(nèi)部安裝有與區(qū)熔槽縱截面形狀相匹配的隔板，隔板將區(qū)熔槽分隔成雜質(zhì)隔離腔和鍺錠區(qū)熔腔，雜質(zhì)隔離腔的長(zhǎng)度小于鍺錠區(qū)熔腔的長(zhǎng)度，且在隔板的頂部加工有溢流凹槽，溢流凹槽的底部為半圓形，頂部與隔板邊緣間為圓滑過(guò)渡連接，在鍺錠區(qū)熔腔底部的石墨舟本體上加工有檢測(cè)線(xiàn)凹槽。
[0005]本實(shí)用新型在原有區(qū)熔槽的基礎(chǔ)上，通過(guò)減少石墨舟本體的壁厚來(lái)增加了區(qū)熔槽的空間體積，進(jìn)一步的提高了區(qū)熔槽的容量，有效的提高了區(qū)熔鍺的產(chǎn)能，同時(shí)，對(duì)區(qū)熔槽增加隔板后，完全能實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)和鍺錠的有效分離，一方面有效的減少尾錠的數(shù)量，尾錠的返爐數(shù)量得到了有效的控制，另一方面大大的提高了一次區(qū)熔的合格率，與傳統(tǒng)的區(qū)熔槽相比，其區(qū)熔的重量提高了 I?1.5倍，尾錠的數(shù)量降低了 10倍，一次區(qū)熔的合格率可達(dá)到70?80%，其本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易操作和實(shí)施，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，且在提高區(qū)熔鍺產(chǎn)量的同時(shí)，可以減少區(qū)熔返料率，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，可有效的減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，完全實(shí)現(xiàn)區(qū)熔鍺錠生產(chǎn)的自動(dòng)化，能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益，易于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本實(shí)用新型的主視圖；
[0007]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；
[0008]圖3為圖2的A-A視圖
[0009]圖中:1_石墨舟本體，2-隔板，3-雜質(zhì)隔離腔，4-檢測(cè)線(xiàn)凹槽，5-鍺錠區(qū)熔腔，6-溢流凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0011]如圖1?3所示，本實(shí)用新型包括石墨舟本體I和開(kāi)設(shè)在石墨舟本體I內(nèi)的區(qū)熔槽，區(qū)熔槽的縱截面形狀為上底邊較長(zhǎng)的等腰梯形，在區(qū)熔槽的內(nèi)部安裝有與區(qū)熔槽縱截面形狀相匹配的隔板2，隔板2將區(qū)熔槽分隔成雜質(zhì)隔離腔3和鍺錠區(qū)熔腔5，雜質(zhì)隔離腔3的長(zhǎng)度小于鍺錠區(qū)熔腔5的長(zhǎng)度，且在隔板3的頂部加工有溢流凹槽6，溢流凹槽6的底部為半圓形，頂部與隔板2邊緣間為圓滑過(guò)渡連接，在鍺錠區(qū)熔腔5底部的石墨舟本體I上加工有檢測(cè)線(xiàn)凹槽4。
[0012]進(jìn)一步的，所訴溢流凹槽6的槽深為隔板2高度的35?40%，槽寬為隔板2上邊緣寬度的40?50%，是為了在保證實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)分離的同時(shí)，能夠?qū)﹄s質(zhì)起到較好的導(dǎo)向作用。
[0013]進(jìn)一步的，所述檢測(cè)線(xiàn)凹槽4的槽寬為2?4mm，槽深為0.6?1.1mm，在保證區(qū)熔槽容量的同時(shí)，預(yù)留檢測(cè)線(xiàn)凹槽4便于對(duì)區(qū)熔后鍺錠的純度進(jìn)行檢測(cè)。
[0014]優(yōu)選地，所述鍺錠區(qū)熔腔5的長(zhǎng)度是雜質(zhì)隔離腔3長(zhǎng)度的10?12倍，一方面是為了你能夠更好的提高提純的效率，另一方面是進(jìn)一步的提高提純的產(chǎn)能。
[0015]為方便生產(chǎn)制造，所述石墨舟本體I和隔板2為一體成型的結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，所述溢流凹槽6和檢測(cè)線(xiàn)凹槽4的表面粗糙度小于或等于1.6，是為了保證區(qū)恪后成品錯(cuò)徒的表面光滑，提尚其表面質(zhì)量。
[0017]本實(shí)用新型在工作時(shí)，將清潔處理后的鍺料裝進(jìn)區(qū)熔鍺錠腔5內(nèi)，鍺料要從區(qū)熔鍺錠腔5的首端逐漸裝到末端，然后將石墨舟裝入石英管中，石英管室外尾部比頭部高，石英管與水平線(xiàn)傾斜度為3?5°，并通入氫氣開(kāi)始加熱，加熱后區(qū)熔鍺錠腔5內(nèi)的鍺料開(kāi)始熔化，隨著熔化區(qū)域的增多，鍺料中的雜質(zhì)逐漸移向區(qū)熔鍺錠腔5的尾部，并通過(guò)溢流凹槽6流進(jìn)雜質(zhì)隔離腔3內(nèi)，如此循環(huán)，利用重力作用使即能使雜質(zhì)和鍺錠有效的分離，從而達(dá)到提純的目的，提純完畢后，提純完畢后，停止加熱，繼續(xù)通入氫氣，等爐溫下降后停止通氫，再?gòu)膮^(qū)熔鍺錠腔5內(nèi)取出的即為成品鍺，從雜質(zhì)隔離腔3內(nèi)取出的鍺錠即為雜質(zhì)，不需要切割就能實(shí)現(xiàn)鍺料的分離。經(jīng)檢測(cè)，取出后的成品鍺合格率為72.5%，提取率較高，同時(shí)，鍺的區(qū)熔量和產(chǎn)能都得到了大幅的提高，且有效的降低了鍺料的返爐數(shù)量和循環(huán)次數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，包括石墨舟本體(I)和開(kāi)設(shè)在石墨舟本體(I)內(nèi)的區(qū)熔槽，其特征在于:所述區(qū)熔槽的縱截面形狀為上底邊較長(zhǎng)的等腰梯形，在區(qū)熔槽的內(nèi)部安裝有與區(qū)熔槽縱截面形狀相匹配的隔板(2)，隔板(2)將區(qū)熔槽分隔成雜質(zhì)隔離腔(3)和鍺錠區(qū)熔腔(5)，雜質(zhì)隔離腔(3)的長(zhǎng)度小于鍺錠區(qū)熔腔(5)的長(zhǎng)度，且在隔板(3)的頂部加工有溢流凹槽(6)，溢流凹槽(6)的底部為半圓形，頂部與隔板(2)邊緣間為圓滑過(guò)渡連接，鍺錠區(qū)熔腔(5)底部的石墨舟本體(I)上加工有檢測(cè)線(xiàn)凹槽(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，其特征在于:所述溢流凹槽(6)的槽深為隔板(2)高度的35?40%，槽寬為隔板(2)上邊緣寬度的40?50%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，其特征在于:所述檢測(cè)線(xiàn)凹槽(4)的槽寬為2?4mm，槽深為0.6?I.1mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，其特征在于:鍺錠區(qū)熔腔(5)的長(zhǎng)度是雜質(zhì)隔離腔(3)長(zhǎng)度的10?12倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，其特征在于:所述石墨舟本體(I)和隔板(2)為一體成型的結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶雜質(zhì)隔離槽的區(qū)熔石墨舟，包括石墨舟本體和開(kāi)設(shè)在石墨舟本體內(nèi)的區(qū)熔槽，區(qū)熔槽的截面形狀為倒梯形結(jié)構(gòu)，在區(qū)熔槽的內(nèi)部安裝有隔板，隔板將區(qū)熔槽分隔成雜質(zhì)隔離腔和鍺錠區(qū)熔腔，且在隔板的頂部加工有溢流凹槽，鍺錠區(qū)熔腔底部加工有檢測(cè)線(xiàn)凹槽。本實(shí)用新型不僅提高了區(qū)熔槽的容量，有效的提高了區(qū)熔鍺的產(chǎn)能，而且完全能實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)和鍺錠的有效分離，有效的減少尾錠的數(shù)量，提高了一次區(qū)熔的合格率，其區(qū)熔的重量提高了1～1.5倍，尾錠的數(shù)量降低了10倍，一次區(qū)熔的合格率可達(dá)到70～80%，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易操作和實(shí)施，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，可提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，易于推廣使用。
【IPC分類(lèi)】C30B13/14, C30B29/08
【公開(kāi)號(hào)】CN205295533
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳知江, 符世繼, 何興軍, 楊汝雄, 彭明清, 楊康, 馬正方, 匡子登, 楊金彩, 白玉琢
【申請(qǐng)人】云南北方馳宏光電有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日