超純銦的制備

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1、doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2013.07.016超純銦的制備高遠,朱世明(廣東先導稀材股份有限公司先進材料研究院,廣東清遠511517)摘要:以電解法生產的99.995%(4N5)高純銦為原料,采用真空蒸餾脫鎘、鉈,然后在氫氣氣氛中進一步進行區(qū)熔提純,并對重要技術參數進行了優(yōu)化。結果表明,采用該工藝可以制備6N超高純銦,產品直收率大于72%。關鍵詞:超純銦;區(qū)域熔煉;真空蒸餾;制備中圖分類號:TF131;TF114.3文獻標志碼:A文章編號:1007-7545(2013)07-0000-00PreparationofUltraPu

2、reIndiumGAOYuan,ZHUShi-ming(ResearchDepartmentofAdvancedMaterials,GuangdongFirstRareMaterialsCo.Ltd.,Qingyuan510651,Guangdong,China)Abstract:Theelectrolyticrefinedhighpureindium(In99.95%,4N5)wasfirstvacuumdistillationvolatilizedtoremovecadmium,thalliumandothervolatileelements,andthen

3、purifiedwithzonemeltingprocessinhydrogenatmosphere.Importanttechnicalparameterswereoptimized.Theresultsshowthattheultrapureindium(In99.9999%,6N)ispreparedwiththerecoveryof72%above.Keywords:ultrapureindium;zonepurification;vacuumdistillation;preparation高純銦[1]在電視、汽車、鐘表和音響設備以及光通訊及紅外線儀器方

4、面有廣泛的應用。例如InP和GaInAsSb是制造光纖通訊中的發(fā)射與接收元件的材料,InGaAs用于光通訊上1.3~1.7μm波段激光器,InSb用作3~5μm波段紅外線探測器材料,GaInP用作發(fā)光元件,InAs及InAsP用作霍爾元件,CuInSe2薄膜價格僅為硅的1/8,且轉換率也高,被認為是薄膜電池的最佳材料。電子器件、有機金屬化合物中要求金屬銦產品雜質含量小于10μg/g。透明導電圖層、熒光材料要求雜質含量小于1μg/g。銦作為Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料,要求銦的純度達到99.999%(5N)甚至99.9999%(6N)以上。目前國內真正意義上的高純銦和

5、超純銦還不能生產(按國外標準),只能大量進口。因此,研制和開發(fā)高純金屬銦,除了可以滿足高新技術對銦深加工產品的要求外,還可以將資源優(yōu)勢轉化為技術優(yōu)勢,大大提高銦工業(yè)的經濟利益。目前,高純銦的生產方法主要有電解法[2-3]、真空蒸餾法[4]、區(qū)域熔煉法(簡稱區(qū)熔)[5]、金屬有機化合物法、低鹵化合物法等。電解精煉法只能獲得5N的高純銦,通常必須采用多種提純方法來制備高純銦[6-7]。1試驗原料和方法原料為經過1次或2次電解得到的純度達到99.995%(4N5)以上的高純銦,主要雜質含量(μg/g):Cu0.3~0.4、Ag0.3、Mg0.5、Sb1.4、Ni0.5

6、、Zn0.5~2.4、Sn4.4~6.0、Si1.5、Fe1.5~3.0、Cd0.35~2.8、S1.2、As0.5~1.0、Al0.5~1.2、Tl3.0、Pb2.5~4.8。電解精煉法制備高純銦主要是通過電解去除銦中的雜質離子,但由于錫、鉈、鎘等金屬的化學電位和銦的接近,難以通過電解完全去除。首先,采用稀硫酸洗滌的方法除去銦表面的氧化物,再用去離子水脫酸,干燥后備用。先將潔凈的石英或石墨料舟于1000℃真空烘箱中烘16h,然后裝入銦料,在惰性氣氛中熔化成錠狀,放入管式加熱爐的石英管內,抽真空后按程序升溫蒸餾。蒸餾結束后,將料舟放入區(qū)域熔煉爐中,根據設定好的熔

7、區(qū)寬度、區(qū)熔速度、區(qū)熔次數及起始和終止位置,進行交迭區(qū)熔(示意圖見圖1)。蒸餾工藝:程序升溫至750℃,抽真空在5Pa以下,恒溫蒸餾180min;接著升溫至1050℃,恒溫蒸餾60min結束。區(qū)熔工藝:保持傾斜角約1.2°,以避免質量遷移。周期1以熔區(qū)寬度60mm區(qū)熔10次;然后在周期2調整熔區(qū)寬度為20mm區(qū)熔30次;每次裝料500g左右,料錠長400mm、高9mm。收稿日期:2012-12-13基金項目:廣東省戰(zhàn)略性新興產業(yè)核心技術攻關項目(2011A032304002)作者簡介:高遠(1970-),男,安徽太和人,高級工程師,碩士.圖1交迭區(qū)域熔煉法示意圖

8、Fig.1Sketchm

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