区域熔炼

指根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布(称为偏析)的原理,通过多次熔融和凝固,制备高纯度的(可达99.999%)金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法,属于热质传递过程。此法是由W.G.范在1952年提出的,最初应用于高纯度锗的生产。

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,或在一次操作中沿细棒的长度依次形成几个熔融区。

区域熔炼设备简单,产品纯度高,操作可以自动化,但生产效率低。目前,已经用于制备铝、镓、锑、铜、铁、银等高纯金属材料。

分类标签: 化工 熔融 纯度 熔炼
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