[实用新型]区熔提纯高纯锗晶体材料的装料容器

说明书

本实用新型涉及区熔提纯高纯锗晶体材料的容器。为双层石英舟，双层石英之间抽真空处理，然后填充石墨层，石英舟后端设置一个挡板，将石英舟后端隔离出一个杂质收集槽，杂质收集槽为单层石英结构，挡板上还设置了凹槽。产生的熔区比传统的加热环与线圈所产生的明显变窄，且杂质分凝更好，更完全，更加符合区熔提纯原理，提纯效果更加明显。

技术领域

本实用新型涉及材料技术领域，尤其是区熔提纯用容器。

背景技术

区熔提纯高纯金属的加工设备，一般可分为加热器，移动装置，保护气体和容器四个部分。其中，容器要用耐高温，且在高温下不与提纯金属起化学反应的，纯度高，容易清洁处理的材料制备，一般用高纯度的石英或石墨来制成船形容器。

利用区域熔炼提纯法提纯高纯锗晶体材料，一般锗晶体材料要从舟头逐渐装到舟尾，舟头的锗金属要多一些，但以熔化时不溢出为限。电阻率较高的锗块应装在舟头，下脚料及粉末状装在舟的尾部。经多次区熔提纯后，将含杂质浓度高的尾部和头部进行除去。在进行区熔过程中，位于铜线圈位置的金属被线圈电磁感应加热熔化，熔化液体的宽度即为熔区的宽度，熔区的形状一般为直角倒梯型，随着线圈的匀速移动，沿线圈前进方向一侧的锗金属不断被熔化，另一侧则不断冷却凝固，由于分离系数K小于1的杂质从固体向液体扩散，经过一定次数的区熔，实现将杂质从一端赶到另一端，达到提纯金属的目的。一般锗金属中含有较多的镍、镓、锰、砷、铁和硅。在区熔时，若某种杂质对锗的分凝系数K>1，则熔区通过后，它就集中到锗的首段，例如硼（B）就是如此，若分凝系数K<1，则杂质随着熔区而移动，最终集中到锗的尾端，例如铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）等杂质元素。可见，如果要提高区熔的效率，就需要保证提纯金属的充分熔化，因而需要线圈在设定的加热温度下，同时控制较窄的熔化区域，缩短杂质扩散的路径。

现有的区熔提纯超高纯金属设备中使用的装料容器一般为普通的单层高纯石英舟，使用高频感应加热器即高频炉铜线圈加热，熔化高纯金属之前需要依靠石墨环进行辅助加热，操作难度大，不易控制，需要改进。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的区熔提纯超高纯金属设备中使用的装料容器功能单一的问题，旨在提供一种新型结构的装料兼辅助加热功能的石英舟。从而增加放热，降低电耗，改变其熔区形状，使其熔区的形状变为长方形，熔区相对变窄，熔区合格率相对提高。

本实用新型公开了一种区熔提纯装料容器，为石英舟，其特征在于为双层石英舟，双层石英之间抽真空处理，然后填充石墨层，石英舟后端设置一个挡板，将石英舟后端隔离出一个杂质收集槽，杂质收集槽为单层石英结构，挡板上还设置了凹槽。

所述的凹槽开在挡板顶端居中位置。

所述的挡板为高纯石英材料。

本实用新型中，有效地将装料容器与辅助加热装置融为一体，取消了普通原装外部石墨加热环，增加了放热，降低电耗，相对减少了成本及操作工序。双层石英舟容器为高纯绝缘材料，耐高温，且在高温下不与锗起化学反应，后续便于清洁处理。

采用本实用新型的石英舟结构能增加放热，降低能耗，改变其熔区形状，使其熔区的形状变为长方形，使被加热熔区均匀受热，其产生的熔区比传统的加热环与线圈所产生的明显变窄，且杂质分凝更好，更完全，更加符合区熔提纯原理，提纯效果更加明显。

在本实用新型中，石墨填充于双层石英之间，用于辅助加热高纯金属，使其均匀受热，同时内部进行抽真空处理，避免重复使用被氧化，脱落，增长设备使用寿命。

本实用新型加工工艺简单，结构设计科学合理，使用安全可靠，能节省一定的人力物力，有益于推进节能环保的发展。

附图说明

图1为侧面剖视图；

图2为横切面图；