高純度材料の純度を確保するためのコア方法!


高純度材料の純度は半導体、光学、新エネルギーなどの分野での性能表現に直接影響する。以下は高純度材料の純度を確保する主な方法であり、物理、化学及び技術を結合して総合的に制御する:

一、物理的精製技術

1、磁気選択による鉄の除去

高勾配磁気選別機を用いて磁性不純物を除去することにより、Fe₂O₃含有量を10 ppm以下に下げることができる。

高純度石英砂、黒鉛などの非金属材料に適している。

2、浮選分離鄒:酸法浮選或いは無フッ素浮選を通じて、長石、雲母などのアルミニウム含有鉱物を分離し、Al₂O₃含有量を20 ppm以下に下げる。

3、再選択精製:螺旋シュートは密度の高い不純物を除去し、材料の純度を高める。

二、化学精製技術

1、酸浸漬技術

混合酸を70〜90℃で4〜8時間反応させると、鉄、アルミニウムなどの可溶不純物を除去でき、純度は99.99%以上に達する。

半導体級石英砂はマイクロ波支援浸出を採用し、反応時間を30%短縮する必要がある。

2、高温塩素化鄒:1200-1500℃にCl₂/HClガスを通して、Fe、Tiなどの不純物に揮発性塩素化物を生成させ、超高純度石英砂精製鄒に適用する。

三、プロセス制御と検査

1、精製と溶融

アーク炉はアルゴンガス保護を精錬結合し、方向性凝固によりガス状不純物を排除し、低水酸基石英塊を産出した。

火法による精製(例えば送風炉での溶融)は高純度金属(銀、金)に用いられ、高温で不純物を揮発する。

2、検査技術

ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析)はppb級不純物元素の鄒を検出する。

GDMS(グロー放電質量分析)はC、H、O、Nを除くすべての元素を分析した。

四、応用シーンと純度標準

半導体材料の鄒:シリコン、ゲルマニウムの純度は≧99.9999%、不純物元素Fe≦10 ppm鄒が必要である。

光学材料:高純度石英砂SiOガリウム≧99.999%であり、リソグラフィレンズに用いられる。

新エネルギー材料:高純黒鉛炭素含有量≧99.99%、リチウム電気負極に用いられる。

五、注意事項

不純物制御鄒:異なる材料に対して精製技術を選択する必要があり、例えば石英砂は重点的に鉄アルミニウムを除去し、金属ターゲットは揮発性不純物を制御する必要がある。

国産化の進展:国内ではすでに6 N高純亜鉛、7 N高純ガリウム量産技術を突破したが、半導体級材料は依然として輸入に依存している。