[发明专利]一种结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置

说明书

技术领域

本发明属于高纯镓制备技术领域，特别是涉及一种结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置。

背景技术

随着GaAs、GaP、GaN等无机半导体材料在光电子、微电子等高新技术行业的广泛应用，高纯度金属镓的制备方法与生产工艺已成为了冶金行业的重点攻关课题之一。

结晶法作为制备高纯度金属镓的主要方法之一，其是通过使液态镓沿着一定的方向进行部分凝固，利用杂质元素在不同相态中的分布差异，使杂质元素在液态镓和固态镓中重新分布而得到较纯的金属镓，从而达到精制提纯金属镓的目的。

由于受到杂质元素偏析系数的影响，提纯过程一般需要经过多次的重复结晶，才能使产品达到所需要求，也被称为重结晶法。因为结晶法对设备要求简单，操作过程简便，生产周期相对较短，是最有希望实现高纯度金属镓工业化生产的方法。

在目前已公开的技术资料中，虽然提供了很多利用结晶法制备高纯度金属镓的方案，但是公开的方案中仍然存在以下两点问题：

①每次结晶结束移出残镓后，需要将固态镓熔化后再移出结晶器，并重新涂敷籽晶或添加晶种，导致晶种添加不便；

②由于结晶器为开口式结构，需要在无尘车间或者在真空手套箱内进行操作，导致提纯过程受环境气氛影响较大，且不利于降低生产成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置，有效简化了晶种添加过程，有效避免生产环境气氛对提纯过程的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置，包括端盖、升降杆、支架及垂直通管，在所述端盖中心开设有螺纹孔，所述升降杆设置为螺纹杆，升降杆通过端盖中心的螺纹孔安装在端盖上；所述端盖与结晶器顶端密封连接配合；所述支架连接在升降杆下端，所述垂直通管下端固定连接在支架上，垂直通管上端通过端盖上开设的通孔位于端盖上方；在所述支架外端设置有支脚，支脚与结晶器内壁接触配合；在所述端盖与支架之间开设有进气孔道。

所述升降杆为实心杆或空心杆。

所述升降杆为空心杆，升降杆的中心孔道为进气孔道。

在所述升降杆上端设置有把手。

所述支脚数量若干且均布设置。

所述端盖与结晶器的形状相适配。

所述端盖采用透明材料制成，透明材料为石英玻璃或有机玻璃。

所述升降杆采用非极性塑料制成，非极性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。

所述支架采用非极性塑料制成，非极性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。

所述垂直通管采用非极性塑料制成，非极性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，能够有效简化晶种添加过程，并缩短生产周期，能够有效避免生产环境气氛对提纯过程的影响，从而无需使用无尘车间或者在真空手套箱，有效节约生产成本；本发明能够使整个提纯过程均在惰性保护气氛下进行，从而有效降低结晶次数，进一步缩短了生产周期，同时也有效提高了提纯产率。

附图说明

图1为本发明的结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置结构示意图；

图中，1—端盖，2—升降杆，3—支架，4—垂直通管，5—支脚，6—把手，7—进气孔道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，一种结晶法制备高纯镓的晶种添加与气氛保护装置，包括端盖1、升降杆2、支架3及垂直通管4，在所述端盖1中心开设有螺纹孔，所述升降杆2设置为螺纹杆，升降杆2通过端盖1中心的螺纹孔安装在端盖1上；所述端盖1与结晶器顶端密封连接配合；所述支架3连接在升降杆2下端，所述垂直通管4下端固定连接在支架3上，垂直通管4上端通过端盖1上开设的通孔位于端盖1上方；在所述支架3外端设置有支脚5，支脚5与结晶器内壁接触配合；在所述端盖1与支架3之间开设有进气孔道7。

所述升降杆2为实心杆或空心杆。

所述升降杆2为空心杆，升降杆2的中心孔道为进气孔道7。

在所述升降杆2上端设置有把手6。

所述支脚5数量为3～8个且均布设置。

所述端盖1与结晶器的形状相适配，形状可以是圆形、正方形、长方形、三角形等。

所述端盖1采用透明材料制成，透明材料可以是石英玻璃或有机玻璃等。