[实用新型]一种应用于区域熔炼提纯的坩埚

说明书

技术领域

本实用新型关于一种应用于区域熔炼提纯的坩埚。

背景技术

区熔提纯是1952年蒲凡(W.G.Pfann)提出的一种物理提纯方法。它是利用含杂质的晶态物质熔化后再结晶时，杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度是不同的这种现象，将物料局部熔化形成狭窄的熔区，并令其沿锭长从一端缓慢地移动到另一端，重复多次使杂质尽量被集中在尾部或头部，进而达到提纯材料的目的，是制备超纯半导体材料、高纯金属的重要方法。

区域熔炼的典型方法是将被提纯的材料制成长度为0.5-3m(或更长些)的细棒，通过高频感应加热，使一小段固体熔融成液态，熔融区液相温度仅比固体材料的熔点高几度，稍加冷却就会析出固相。熔融区沿轴向缓慢移动(每小时几厘米至十几厘米)。杂质的存在一般会降低纯物质的熔点，所以熔融区内含有杂质的部分较难凝固，而纯度较高的部分较易凝固，因而析出固相的纯度高于液相。随着熔融区向前移动，杂质也随着移动，最后富集于棒的一端，予以切除。一次区域熔炼往往不能满足所要求的纯度，通常须经多次重复操作，并多次切除尾部杂质富集区。

现阶段，区域熔炼所使用的坩埚如图1所示，为去除末端杂质富集区，需要将区域熔炼设备停机并缓慢降温，将坩埚和物料从石英管中取出，利用机械方法将尾部切除，这样不但增加操作工序，延长生产时间，而且易于造成污染。

实用新型内容

本实用新型是为了提高生产效率，节省生产时间，减少杂质富集区对提纯区域的影响，提供了一种具有台阶结构，具有自动去除尾端杂质富集区的坩埚。

为了实现上述目的，本实用新型包括如下技术特征：

一种应用于区域熔炼提纯的坩埚，所述坩埚底部设有一个台阶，所述台阶将所述坩埚收容部分成具有高度差的深收容部和浅收容部。

由于在坩埚的底部设置了一个台阶，从而获得较深的深收容部，在一次区域熔炼提纯的结束前，在重力的作用下，最末端的杂质富集区的材料熔解后，会自动流入深收容部，从而实现提纯材料与杂质富集区材料自动分离的效果，省去去尾的过程，同时也可以降低杂质富集区材料对提纯材料的影响。

附图说明

图1背景技术所使用的坩埚；

图2本实用新型所使用的坩埚；

图3本实用新型所使用坩埚俯视图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型所述的应用于区域熔炼提纯的坩埚1，存在台阶使得收容部分成两个部分，分别为浅收容部3和深收容部2。浅收容部3较浅，用于放置提纯材料；深收容部2较深，用于收集杂质富集部分的材料。如图3所示，坩埚1整体可以设置成长方形。

如图2所示，坩埚1总长度为L1，为200-800mm，深收容部2底部长度为L2，且L1和L2之间的比值为5％-15％之间，为10-120mm。坩埚1的高度为h1，为30-80mm，深收容部2的深度为h2，为20-70mm，浅收容部3深度为h4，为20-60mm，台阶高度为h3，为10-20mm。最佳状态下，L1为500mm，L2为60mm，h1为50mm，h2为40mm，h4为30mm，h3为15mm。

根据本实用新型制作的区域熔炼提纯坩埚，进行区域熔炼提纯的实施步骤如下：

1、坩埚装料：将需要提纯的锭状物料(2kg)安放在坩埚1的浅收容部3，并保持物料顶端与深收容2部边缘平齐。

2、进行区域熔炼：保持熔区宽度在20-40mm之间，并控制熔区从浅收容部3一端开始向靠近深收容部2一端移动。

3、杂质富集区的分离：当富含杂质的熔区移动到浅收容部3靠近深收容部2的尾部时，由于重力作用富含杂质的熔融液体会流向深收容部2的低凹位置，从而自动将物料与富含杂质的熔融液体分离开。

4、以上实施步骤可以重复进行，从而进行多次区熔提纯，并多次将物料与富含杂质的液体自动分开。

5、也可以同时将坩埚1浅收容部3端稍稍抬高，保持1-3°的倾斜角度，这样更有利于尾端的熔融液体完全流进深收容部2。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。