[发明专利]一种掺稀土预制棒的制备方法及其稀土供料系统

权利要求书

1.一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，采用等离子体化学气相沉积，在沉积芯层时，将气态的稀土卤化物通入石英衬管，在高频等离子体的作用下，稀土卤化物进行电离并与芯层原料在石英衬管内一起参与反应沉积芯层。

2.根据权利要求1所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，利用稀土供料系统将稀土卤化物加热到蒸发温度并传输到石英衬管中，通过调整通入稀土供料系统的载气流量来控制稀土掺杂的浓度。

3.根据权利要求1所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)常规进料管道通入包层原料在石英管内沉积包层；

(2)通过稀土供料系统将稀土卤化物加热到蒸发温度，并传输到步骤(1)所得石英衬管中，通过调整流经稀土供料系统的载气流量来控制稀土掺杂的浓度，与芯层原料一起沉积芯层，得到沉积管；

(3)将步骤(2)中获得的沉积管进行加热融缩，制得掺稀土预制棒。

4.根据权利要求3所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中载气为氦气；步骤(3)中融缩的温度为1800～2200℃。

5.根据权利要求2或3所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，所述稀土供料系统包括加热炉，用于装载稀土卤化物的料罐及输送稀土卤化物的输料管，以及用于固定所述输料管的多孔旋转夹头。

6.根据权利要求5所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，料罐的蒸发温度在800～1100℃，输料管内的温度在900～1200℃；所述的加热炉加热温度为800～1300℃。

7.根据权利要求2所述的一种掺稀土预制棒的制备方法，其特征在于，所述稀土供料系统包括加热炉，用于装载稀土卤化物的料罐及输送稀土卤化物的输料管，以及用于固定输料管的多孔夹头；所述加热炉安设在料罐周围或者下方用于给料罐提供热源；所述料罐与输料管的进口通过管道连接，所述输料管的出口与多孔夹头相连接。

8.根据权利要求7所述的稀土供料系统，其特征在于，所述的输料管为多层结构，包括石英料管、加热单元、保温材料及水冷系统；所述加热单元、保温材料和水冷系统依次环绕包裹在石英料管外部；石英料管的进口通过管道与用于装载稀土化合物的料罐相连接，出口与多孔夹头的稀土掺杂料孔相连接。

9.根据权利要求5所述的稀土供料系统，其特征在于，所述多孔夹头为多孔旋转夹头，包括稀土卤化物掺杂料孔和金属卤化物料孔以及四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷的原料孔。

10.根据权利要求5所述的稀土供料系统，其特征在于，所述的稀土供料系统还包括温度控制传感器和/或质量流量计控制单元，温度传感器分别安装在稀土料罐及输料管道的外壁，控制稀土供料系统的料罐和输料管的温度；载气管道通过质量流量计控制单元与料罐相连接，用于控制进入稀土供料系统的载气流量。