Устройство для разделения и очистки веществ Советский патент 1984 года по МПК C30B11/00 

а: ;о со :п ел

.

Изобретение относится к устройствам для разделения и очистки веществ

Известна установка для очистки веществ направленной кристаллизацией расплава. Это устройство имеет горизонтально установленный герметичный трубчатый контейнер, нагреватель и привод вращения контейнера вокруг горизонтальной оси 1. Такое устройство не позволяет получить мате- риалы высокой степени чистоты, например, при кристаллизации полупроводниковых металлов, так как в процессе кристаллизации примеси оттесняются вглубь расплава конвенционными перемешиваниями (или механическими) от фронта кристаллизации и примесь в основном концентрируется вблизи растущего кристалла, образуя так называемый диффузионный слой. Это приводит к загрязнению получаемого материала.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения и очистки веществ за счет уменьшения поверхности загрязнения растущего кристалла .

Поставленная цель достигается тем, что контейнер с очищаемым веществом снабжён центрифугой, ось которой расположена на расстоянии от оси контейнера, равном или большем радиуса .контейнера. Это позволяет использовать центробежные силы, возникающие при вращении, под ) воздействием которых примеси удаляются от фронта кристаллизации. Эффект удаления примеси из диффузионного слоя тем больше, чем выше плотность удаляемой примеси в случае, если фронт кристаллизации йеремещаётся от центра к периферии.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 график распределенияпримеси в зависимости от скорости вращения центрифуги.

Устройство cocToliT ч из герметичного горизонтально установленного контейнера 1 с очищаемьям веществом, помещенного в центрифугу 2. Для создания расплавленной зоны предназначен нагреватель 3 выполненный в виде печи, для передвижения которой вдоль контейнера 1 предусмотрен механизм 4 передвижения и вращения.

Устройство работает следующим образом.

Контейнер 1 загружается веществом, предназначенным для очистки, затем контейнер 1 помещается в центрифугу

2. Включается нагреватель 3, выполненный в виде печи расплавленной зоны. После расплавления вещества включается центрифуга 2, скорость вращения которой задается в зависимости от

требуемой чистоты вещества. После этого включается механизм 4 передвижения и вращения печи, осуществляющий перемещение последней вдоль кристаллизующего вещества. В результате такого перемещения фронт кристаллизации смещается от центра к периферии. При достижении нагревателем 3 конца контейнера 1 механизм 4 передвижения и центрифуга 2 отключаются. Контейнер 1 извлекается из центрифуги 2 и освобождается от очищенного ;вещества.

Предлагаемое устройство для .очистки и разделения с целью получения чистых материалов, например полупроводников и металлов,позволяет повысить эффективность очистки в несколько раз. Из приведенного графика видно, что, например, при проведении очистки вещества без использования центрифуги количество примеси в получаемом веществе равнялось 10 вес. %, что соответствует на графике распределению, обозначенному

0 светлыми кружками.

При применении центрифуги количество примеси в получаемом веществе резко снижается до величины порядка .% в зависимости

С ОТ скорости вращения центрифуги. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет получать материалы высокой степени чистоты.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ -И ОЧИСТКИ ВЕШЕСТВ направленной кристаллизацией расплава, содержащее .герметичный трубчатый контейнер с очищаемым веществом, установленный с возможностью вращения вокруг оси, и нагреватель, отличающее- с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения и очистки веществ за счет уменьшения поверхности загрязнения растущего кристалла, контейнер снабжен центрифугой, ось которой расположена на расстоянии от оси контейнера, равном или большем радиуса контейнера.