什么是区域精炼(Zone Refining)？

区域精炼是一种公司可以用来生产高纯度晶体的技术，例如晶体管。在这种方法中，铸锭中的杂质或大量金属，通过一系列的熔化和冷却过程被强迫到一端或另一端。这就留下了一大块大部分是纯净的材料，可用于种子晶体和其他成分。...

区域精炼是一种公司可以用来生产高纯度晶体的技术，例如晶体管。在这种方法中，铸锭中的杂质或大量金属，通过一系列的熔化和冷却过程被强迫到一端或另一端。这就留下了一大块大部分是纯净的材料，可用于种子晶体和其他成分。这种技术的发明可以追溯到20世纪，作为半导体制造商和类似公司为满足对非常纯材料的需求而发明的许多方法之一。科学家在区域精炼过程中带着烧杯，一名技术人员将一块材料通过一根装有加热元件的管子缓慢地送入。加热元件将整个截面加热到熔点，在固态铸块中间形成一个液态区。在固液交界处，杂质沉淀在原子水平。它们可能看不见，但它们的存在可能会导致使用该锭生产的产品出现严重问题，这使得精炼成为制备过程中的一个关键部分。一些杂质会降低熔点，而另一些则会提高熔点。杂质会聚集在铸锭的一端。通过多次传递，技术人员可以将杂质挤出，在远端留下一个基本干净的带有一些污染的锭，这一端可以被去除，得到一个非常纯净的精炼锭，它应该有一个非常稳定的晶体结构，因为没有杂质会破坏单个原子之间的连接晶格。这项技术需要一些专门的设备和高度的控制。技术人员需要给定组件的合适温度，以防止区域精炼出现问题在区域精炼过程中，当钢锭在设备中反复移动时，还需要仔细控制速度。在较大的工作环境中，纯度也是至关重要的，因为技术人员不希望通过在污染的空间中处理来将新材料引入到净化锭中。区域精炼完成后，技术人员可以小心地搬运和包装净化后的铸锭，以便在另一个设施中使用或运输到不同的区域。在整个过程中需要非常小心的控制，包括对材料纯度和质量的反复检查，这减少了半导体和类似部件生产中的浪费，并限制了杂质顺流而下并引发一连串问题的可能性。

发表于 2020-09-18 02:34
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分类：科学教育

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