專利名稱：一種快速定向凝固提純鎵的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種快速定向凝固提純鎵的裝置。
背景技術(shù)：
將含有雜質(zhì)的晶態(tài)物質(zhì)熔化后再結(jié)晶時，雜質(zhì)在晶體的固體和未結(jié)晶的液體中的濃度是不同的，這種現(xiàn)象叫分凝現(xiàn)象。定向凝固提純就是利用分凝現(xiàn)象將物質(zhì)熔化，并從一端凝固到另一端，令固液界面從一端緩慢地移動到另一端，從而使中部材料被提純的技術(shù)。 利用這種原理可以將金屬鎵進行提純，但是鎵的熔點較低，接近于室溫，環(huán)境溫度的變化對于結(jié)晶的速度影響很大，生產(chǎn)操作較為困難。目前利用分凝作用進行定向凝固提純鎵的方法尚較為困難。在現(xiàn)有技術(shù)中，金屬鎵的提純多是采用化學(xué)方法、電解方法等傳統(tǒng)工藝，純度水平較低，只能達到4N水平，難以生產(chǎn)高純度金屬鎵(6N-8N)，而且生產(chǎn)成本和環(huán)境污染也限制這些方法的應(yīng)用。對于高純鎵(6N-8N)的提純，采用定向凝固的方法，然而目前的提純過程熱交換速度緩慢，固液界面不能精確控制，提純效率低。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決熱交換速度緩慢，固液界面不能精確控制的問題，提純效率低的問題，提出了一種快速定向凝固提純鎵的裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括如下技術(shù)特征一種快速定向凝固提純鎵的裝置，上下設(shè)置保溫腔和冷卻腔，保溫腔與冷卻腔之間設(shè)有隔板，還包括用于裝載鎵材料并在保溫腔與冷卻腔上下移動的石英管，冷卻腔設(shè)有出口和進口，出口與進口之間，設(shè)有能使冷卻腔內(nèi)冷卻介質(zhì)從所口流入進口的泵體。由于增加了能促進冷卻介質(zhì)流動的泵體，使得聚集在石英管周圍的熱量很容易被帶走，促進了石英管內(nèi)液態(tài)鎵與外界冷卻介質(zhì)之間的熱交換，從而提高的提純的效率。

圖1本實用新型所使用的一種快速定向凝固提純鎵的裝置。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的一種快速定向凝固提純鎵的裝置，上下設(shè)置保溫腔1和冷卻腔2，保溫腔1與所述冷卻腔2之間設(shè)有隔板3，還包括用于裝載鎵材料并在保溫腔1與冷卻腔2上下移動的石英管4，還設(shè)有用于夾持并驅(qū)動石英管4上下移動的驅(qū)動裝置11，驅(qū)動裝置11可以由電機提供動力，冷卻腔2設(shè)有出口 10和進口 9，出口 10與進口 9 之間，設(shè)有能使冷卻腔2內(nèi)冷卻介質(zhì)8從所述出口 10流入進口 9的泵體5。保溫腔1還包含用于將石英管4內(nèi)鎵材料加熱至液態(tài)的感應(yīng)線圈6。冷卻腔2還包含冷卻裝置7。還包含用于吸取石英管4內(nèi)雜質(zhì)富集的液態(tài)鎵的吸管。[0010]依據(jù)本實用新型的快速定向凝固提純鎵的裝置，其進行提純的步驟如下1、在保溫腔1內(nèi)，鎵材料裝在石英管4中，在周圍的感應(yīng)線圈6的作用下，被加熱至液態(tài)。同時，由于使用了感應(yīng)加熱，鎵材料在熔化過程中，還對液態(tài)鎵起到了攪拌的效果， 從而促進了液態(tài)鎵的充分流動和雜質(zhì)擴散。2、冷卻腔2在冷卻裝置7的作用下，被冷卻至-18°以下，并保持恒溫。3、石英管4以10 100mm/hr的速度緩慢往下移動，進入冷卻腔2。4、在移動過程中，保證鎵材料中的固液界面穩(wěn)定均勻的向上移動。5、由于分凝作用，鎵材料中的雜質(zhì)會被慢慢集中在尾部，達到一定程度以后，使用吸管，將富集雜質(zhì)的鎵材料吸走。6、將經(jīng)過提純的材料取出，即完成一次快速定向凝固提純的過程。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.一種快速定向凝固提純鎵的裝置，上下設(shè)置保溫腔和冷卻腔，所述保溫腔與所述冷卻腔之間設(shè)有隔板，還包括用于裝載鎵材料并在所述保溫腔與所述冷卻腔上下移動的石英管，還設(shè)有用于夾持并驅(qū)動所述石英管上下移動的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述冷卻腔設(shè)有出口和進口，所述出口與所述進口之間設(shè)有泵體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定向凝固提純鎵的裝置，其特征在于，所述保溫腔還包含用于將石英管內(nèi)鎵材料加熱至液態(tài)的感應(yīng)線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定向凝固提純鎵的裝置，其特征在于，所述冷卻腔還包含冷卻裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定向凝固提純鎵的裝置，其特征在于，還包含用于吸取所述石英管內(nèi)液態(tài)鎵的吸管。
專利摘要本實用新型涉及一種快速定向凝固提純鎵的裝置，上下設(shè)置保溫腔和冷卻腔，保溫腔與冷卻腔之間設(shè)有隔板，還包括用于裝載鎵材料并在保溫腔與冷卻腔上下移動的石英管，還設(shè)有用于夾持并驅(qū)動石英管上下移動的驅(qū)動裝置，冷卻腔設(shè)有出口和進口，所述出口與所述進口之間，設(shè)有能使冷卻腔內(nèi)冷卻介質(zhì)從出口流入進口的泵體。由于增加了能促進冷卻介質(zhì)流動的泵體，使得聚集在石英管周圍的熱量很容易被帶走，促進了石英管內(nèi)液態(tài)鎵與外界冷卻介質(zhì)之間的熱交換，從而提高了提純的效率。
文檔編號C22B58/00GK202246797SQ20112025847
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者梁作儉 申請人:梁作儉