一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟。
【背景技术】
[0002]锗是广泛应用的半导体材料，重要程度仅次于硅，除半导体应用外，锗大量用于红外光学镜头制作，在军事领域和航天领域的应用日趋增多，用锗制成的有机锗还有抗癌等医疗应用，，然而，不论在哪一种应用中，都需要制备高纯锗元素，所以，锗的提纯技术成为了生产高纯锗元素的关键技术，在生产高纯锗元素的技术中，最为广泛的提纯技术则是区熔法，锗锭的区域提纯原理是利用杂质在液相与固相中溶解度不同，当一定长度的锭条上建立起一个狭窄的熔区后，并逐步从一端以确定的速度移向另一端，于是易溶于液相熔区内的杂质随着熔区运动被富集赶到锭的尾端，切去尾端就达到锗高度纯化的目的。在目前，普遍使用的石墨舟其结构是在石墨舟本体内加工有一区熔槽，区熔槽的截面形状为矩形结构，区熔槽的末端设计成锥形，上述的石墨舟在使用的过程中发现，一是提纯锗的区熔次数相对较多，提纯的作用不明显，区熔一次的合格率仅在60%左右，而是区熔石墨舟没的区熔槽的体积相对狭小，每次区熔后得到的锗的产量低，极大的限制了区熔产能的提高，三是传统的区熔槽锋利后的尾锭较多，尾锭的切割量大，区熔返料率多，生产效率低，无形中还增加了生产成本。因此，研制开发一种设计巧妙、结构简单、尾锭数量少、区熔合格率高、返料数量少、工作效率高、生产成本低、能有效提高产能且产品质量稳定的带杂质隔离槽的区熔石墨舟是客观需要的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种设计巧妙、结构简单、尾锭数量少、区熔合格率高、返料数量少、工作效率高、生产成本低、能有效提高产能且产品质量稳定的带杂质隔离槽的区熔石墨舟。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的，包括石墨舟本体和开设在石墨舟本体内的区熔槽，区熔槽的纵截面形状为上底边较长的等腰梯形，在区熔槽的内部安装有与区熔槽纵截面形状相匹配的隔板，隔板将区熔槽分隔成杂质隔离腔和锗锭区熔腔，杂质隔离腔的长度小于锗锭区熔腔的长度，且在隔板的顶部加工有溢流凹槽，溢流凹槽的底部为半圆形，顶部与隔板边缘间为圆滑过渡连接，在锗锭区熔腔底部的石墨舟本体上加工有检测线凹槽。
[0005]本实用新型在原有区熔槽的基础上，通过减少石墨舟本体的壁厚来增加了区熔槽的空间体积，进一步的提高了区熔槽的容量，有效的提高了区熔锗的产能，同时，对区熔槽增加隔板后，完全能实现杂质和锗锭的有效分离，一方面有效的减少尾锭的数量，尾锭的返炉数量得到了有效的控制，另一方面大大的提高了一次区熔的合格率，与传统的区熔槽相比，其区熔的重量提高了 I?1.5倍，尾锭的数量降低了 10倍，一次区熔的合格率可达到70?80%，其本实用新型的结构简单、容易操作和实施，运行可靠稳定，且在提高区熔锗产量的同时，可以减少区熔返料率，提高生产效率、降低生产成本，可有效的减轻了工人劳动强度，完全实现区熔锗锭生产的自动化，能产生较好的经济效益，易于推广使用。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型的主视图；
[0007]图2为本实用新型的俯视图；
[0008]图3为图2的A-A视图
[0009]图中:1_石墨舟本体，2-隔板，3-杂质隔离腔，4-检测线凹槽，5-锗锭区熔腔，6-溢流凹槽。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
[0011]如图1?3所示，本实用新型包括石墨舟本体I和开设在石墨舟本体I内的区熔槽，区熔槽的纵截面形状为上底边较长的等腰梯形，在区熔槽的内部安装有与区熔槽纵截面形状相匹配的隔板2，隔板2将区熔槽分隔成杂质隔离腔3和锗锭区熔腔5，杂质隔离腔3的长度小于锗锭区熔腔5的长度，且在隔板3的顶部加工有溢流凹槽6，溢流凹槽6的底部为半圆形，顶部与隔板2边缘间为圆滑过渡连接，在锗锭区熔腔5底部的石墨舟本体I上加工有检测线凹槽4。
[0012]进一步的，所诉溢流凹槽6的槽深为隔板2高度的35?40%，槽宽为隔板2上边缘宽度的40?50%，是为了在保证实现杂质分离的同时，能够对杂质起到较好的导向作用。
[0013]进一步的，所述检测线凹槽4的槽宽为2?4mm，槽深为0.6?1.1mm，在保证区熔槽容量的同时，预留检测线凹槽4便于对区熔后锗锭的纯度进行检测。
[0014]优选地，所述锗锭区熔腔5的长度是杂质隔离腔3长度的10?12倍，一方面是为了你能够更好的提高提纯的效率，另一方面是进一步的提高提纯的产能。
[0015]为方便生产制造，所述石墨舟本体I和隔板2为一体成型的结构。
[0016]优选地，所述溢流凹槽6和检测线凹槽4的表面粗糙度小于或等于1.6，是为了保证区恪后成品错徒的表面光滑，提尚其表面质量。
[0017]本实用新型在工作时，将清洁处理后的锗料装进区熔锗锭腔5内，锗料要从区熔锗锭腔5的首端逐渐装到末端，然后将石墨舟装入石英管中，石英管室外尾部比头部高，石英管与水平线倾斜度为3?5°，并通入氢气开始加热，加热后区熔锗锭腔5内的锗料开始熔化，随着熔化区域的增多，锗料中的杂质逐渐移向区熔锗锭腔5的尾部，并通过溢流凹槽6流进杂质隔离腔3内，如此循环，利用重力作用使即能使杂质和锗锭有效的分离，从而达到提纯的目的，提纯完毕后，提纯完毕后，停止加热，继续通入氢气，等炉温下降后停止通氢，再从区熔锗锭腔5内取出的即为成品锗，从杂质隔离腔3内取出的锗锭即为杂质，不需要切割就能实现锗料的分离。经检测，取出后的成品锗合格率为72.5%，提取率较高，同时，锗的区熔量和产能都得到了大幅的提高，且有效的降低了锗料的返炉数量和循环次数。
【主权项】
1.一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，包括石墨舟本体(I)和开设在石墨舟本体(I)内的区熔槽，其特征在于:所述区熔槽的纵截面形状为上底边较长的等腰梯形，在区熔槽的内部安装有与区熔槽纵截面形状相匹配的隔板(2)，隔板(2)将区熔槽分隔成杂质隔离腔(3)和锗锭区熔腔(5)，杂质隔离腔(3)的长度小于锗锭区熔腔(5)的长度，且在隔板(3)的顶部加工有溢流凹槽(6)，溢流凹槽(6)的底部为半圆形，顶部与隔板(2)边缘间为圆滑过渡连接，锗锭区熔腔(5)底部的石墨舟本体(I)上加工有检测线凹槽(4)。2.根据权利要求1所述的一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，其特征在于:所述溢流凹槽(6)的槽深为隔板(2)高度的35?40%，槽宽为隔板(2)上边缘宽度的40?50%。3.根据权利要求1所述的一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，其特征在于:所述检测线凹槽(4)的槽宽为2?4mm，槽深为0.6?I.1mm。4.根据权利要求1所述的一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，其特征在于:锗锭区熔腔(5)的长度是杂质隔离腔(3)长度的10?12倍。5.根据权利要求1所述的一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，其特征在于:所述石墨舟本体(I)和隔板(2)为一体成型的结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带杂质隔离槽的区熔石墨舟，包括石墨舟本体和开设在石墨舟本体内的区熔槽，区熔槽的截面形状为倒梯形结构，在区熔槽的内部安装有隔板，隔板将区熔槽分隔成杂质隔离腔和锗锭区熔腔，且在隔板的顶部加工有溢流凹槽，锗锭区熔腔底部加工有检测线凹槽。本实用新型不仅提高了区熔槽的容量，有效的提高了区熔锗的产能，而且完全能实现杂质和锗锭的有效分离，有效的减少尾锭的数量，提高了一次区熔的合格率，其区熔的重量提高了1～1.5倍，尾锭的数量降低了10倍，一次区熔的合格率可达到70～80%，具有结构简单、容易操作和实施，运行可靠稳定，可提高生产效率、降低生产成本的优点，易于推广使用。
【IPC分类】C30B13/14, C30B29/08
【公开号】CN205295533
【申请号】
【发明人】陈知江, 符世继, 何兴军, 杨汝雄, 彭明清, 杨康, 马正方, 匡子登, 杨金彩, 白玉琢
【申请人】云南北方驰宏光电有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月6日