[發明專利]一種晶體材料區熔提純裝置

在審

• 申請號: 202011620409.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112877785A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 羅亞南;郭關柱
• 申請（專利權）人: 云南農業大學
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00
• 代理公司: 北京隆達恒晟知識產權代理有限公司 11899
• 代理人: 楊青

本發明涉及一種晶體材料區熔提純裝置，屬于晶體材料制備技術領域，包括機架、支撐板、絲桿、支撐滑座、伺服驅動裝置、支撐座、移動式區熔加熱裝置、透明防護罩、密封法蘭盤、石英管、分支管路、主控管路、支管開關閥、真空泵、真空開關閥、密封蓋、真空管；本發明利用分凝現象將晶體材料局部熔化形成狹窄的熔區，并將其沿錠長方向由一端按預定速度緩慢地移動到另一端，重復移動多次（多次區熔）使雜質被驅趕集中在材料錠的尾部和頭部，將材料錠的尾部和頭部切除后，從而獲得提純后的高純度材料。

技術領域

本發明屬于晶體材料制備技術領域，具體地說，涉及一種晶體材料區熔提純裝置。

背景技術

制備多種組分晶體材料時，每種組分原料中含有的其他微量成分或金屬雜質會影響晶體材料的生長合成，導致無法制備出性能優良的材料，需要對每一種原材料進行提純。

制備高性能多組分單晶材料時，需要原材料進行提純，而目前市場上采購到的預提純設備，在提純過程中，材料揮發后直接進行收集，這種提純設備提純的材料純度不夠，諸如碲鋅鎘等單晶生長所需原材料的最終純度達到7N(99.99999%)標準，才能滿足三組分碲鋅鎘單晶材料生長需求。利用組分揮發度初步提純后純度能夠達到5N(99.999%)標準，還需要再次對材料進行提純，以滿足合成高性能材料對純度的要求。

發明內容

為了克服背景技術中存在的問題，本發明提供一種晶體材料區熔提純裝置，利用分凝現象將物料局部熔化形成狹窄的熔區，并將其沿錠長方向由一端按預定速度緩慢地移動到另一端，重復移動多次（多次區熔）使雜質被集中在材料錠的尾部和頭部，將材料錠的尾部和頭部切除后，獲得提純后的高純度材料。

為實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：

一種晶體材料區熔提純裝置包括機架1、支撐板2、導桿3、支撐滑座4、伺服驅動裝置5、支撐座6、移動式區熔加熱裝置7、透明防護罩8、密封法蘭盤9、石英管10、分支管路11、主管路12、支管開關閥13、真空泵14、真空開關閥15、密封蓋16、真空管17，所述的機架1的頂部安裝有兩套平行的支撐板2，兩個支撐板2上安裝有兩根根導桿3，導桿3上安裝有一個支撐滑座4，支撐座6安裝在兩個支撐滑座4上，支撐座6的底部與安裝在機架1頂部的伺服驅動裝置5連接，支撐座6的頂部至少安裝有兩套移動式區熔加熱裝置7，移動式區熔加熱裝置7的中部開設一個加熱孔；機架1的頂部安裝有一個透明防護罩8，透明防護罩8的兩側壁上安裝有與每套移動式區熔加熱裝置7正對的成對密封法蘭盤9，成對的密封法蘭盤9中心孔與相應的移動式區熔加熱裝置7上的加熱孔在一條直線上，石英管10穿過相應的移動式區熔加熱裝置7上的加熱孔后期兩端固定在密封法蘭盤9上，石英管10的開口端設置有密封蓋16，密封蓋16上設置有分支管路11，分支管路11與主管路12連通，分支管路11上設置有支管開關閥13，主管路12與真空管17連接，真空管17與真空泵14連接，真空管17上設置有真空開關閥15，真空開關閥15、支管開關閥13與PLC控制器22連接，PLC控制器22與真空泵14連接。

進一步，所述的移動式區熔加熱裝置7包括加熱罩體18、保溫隔熱層19、加熱電偶20、加熱套31，所述的加熱罩體18安裝在支撐座6上，加熱罩體18的中部開設有加熱孔，加熱罩體18內腔靠近加熱孔一側內壁上為加熱套31，加熱套31固定在加熱罩體18上，加熱罩體18的內壁上設置有保溫隔熱層19，保溫隔熱層19與加熱套31之間的空腔內安裝有加熱電偶20，加熱罩體18的加熱孔兩端壁上開設有導熱孔34。

進一步，所述的溫隔熱層19與加熱套31之間的空腔中安裝有溫度傳感器32，溫度傳感器32與PLC控制器22連接，PLC控制器22通過繼電器與加熱電偶20連接。

進一步，所述的主管路12上設置有氫氣管道23，氫氣管道23與氫氣罐24連接，氫氣管道23上設置有氫氣開關閥25，氫氣開關閥25通過PLC控制器22控制。