專利名稱：一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提純裝置和方法，尤其涉及一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固 提純裝置和方法。
背景技術：
一種物質當其由液態(tài)部分凝固成固態(tài)時，由于雜質在其液態(tài)和固態(tài)中的溶 解度不同，往往固態(tài)中的雜質濃度要低于液態(tài)中的雜質濃度，這種現(xiàn)象為分凝 作用。利用這種現(xiàn)象可以把物質提純，但凝固后的固相的重量，用肉眼不易控 制，又由于鎵具有較低的熔點，與常溫相差不多，環(huán)境溫度的變化對結晶的速 度有較大的影響，生產(chǎn)時定量操作比較困難。目前還沒有利用分凝作用實現(xiàn)定 量提純金屬鎵的裝置和方法?，F(xiàn)有技術中，金屬鎵的精煉提純一般釆用化學萃 取、電解等傳統(tǒng)工藝，由于工藝水平和成本的限制，生產(chǎn)的成品鎵的純度一般
也只有4N,導致6N、 7N這樣高純度金屬鎵的生產(chǎn)非常困難，生產(chǎn)成本也居高不 下，嚴重制約了高純度金屬鎵材料的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純
裝置和方法。
本發(fā)明的技術方案如下 一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，包括生 長區(qū)、放肩區(qū)、籽晶區(qū)三部分，所述生長區(qū)為一段圓柱形管簡，所述放肩區(qū)為 與所述生長區(qū)下端連接的倒錐臺形管簡，所述籽晶區(qū)為與所述放肩區(qū)下端連接 的圓柱形盲管。
所述籽晶區(qū)設有冷卻裝置，所述冷卻裝置為冷盤。
所述提純裝置有非極性塑料制成，所述塑料為PE或者Teflon或者Nylon。 所述生長區(qū)管壁設有刻度線。
一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，包括如下步驟將金屬鎵籽晶放 入所述籽晶區(qū)；將液態(tài)金屬鎵注入所述提純裝置；對所述籽晶區(qū)進行冷卻。 所述籽晶為高純度金屬鎵。 所述液態(tài)金屬鎵溫度為35'C到4(TC。所述籽晶區(qū)的冷卻溫度為0°C-5°C。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果是本發(fā)明可以把金屬鎵的純度在 4N的基礎上進一步提純到6N、 7N的極高純度；本發(fā)明裝置機構簡單、方法操作
方便、提純定量控制便捷，適合于大規(guī)模生產(chǎn)；大大降低了極高純度金屬鎵的 生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，奠定了極高純度金屬鎵材料的未來廣泛應用的基礎。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細描述。
實施例1:如圖1所示， 一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，包括生長 區(qū)3、放肩區(qū)5、籽晶區(qū)l三部分，所述生長區(qū)3為一段圓柱形管簡，所述放肩 區(qū)5為與所述生長區(qū)3下端連接的倒錐臺形管簡，所述籽晶區(qū)1為與所述放肩 區(qū)5下端連接的圓柱形盲管。所述籽晶區(qū)1設有冷卻裝置，所述冷卻裝置為冷 盤8,其中裝有冷卻液7。所述提純裝置由非極性塑料Nylon制成。所述生長區(qū) 3管壁設有刻度線4。
一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，包括如下步驟將金屬鎵籽晶6 放入所述籽晶區(qū)1;將液態(tài)金屬鎵2注入所述提純裝置；對所述籽晶區(qū)1進行冷 卻。所述籽晶為高純度金屬鎵。所述液態(tài)金屬鎵溫度為35°C。所述籽晶區(qū)的冷 卻溫度為0'C。通過籽晶區(qū)l的冷卻，液態(tài)金屬鎵開始從籽晶區(qū)l向放肩區(qū)5、 生長區(qū)3逐漸凝固，先凝固的固態(tài)鎵純度比后凝固的要高，根據(jù)生產(chǎn)需要，生 長區(qū)3管壁設有刻度線4可以定量的選擇金屬鎵凝固的比例，以調整鎵的純度。 為了得到極高純度的金屬鎵，需要對凝固的固態(tài)鎵再次加熱后使用上述裝置凝 固提純，如此方法直到達到要求的純度。
實施例2:其與實施例l不同之處在于，所述提純裝置由非極性塑料制成， 所述塑料為PE，所述液態(tài)金屬鎵溫度為37°C。所述籽晶區(qū)的冷卻溫度為3'C。
實施例3:其與實施例l不同之處在于，所述提純裝置由非極性塑料Teflon 制成，所述液態(tài)金屬鎵溫度為40°C。所述籽晶區(qū)的冷卻溫度為5°C。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效 變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1. 一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于所述裝置包括生長區(qū)、放肩區(qū)、籽晶區(qū)三部分，所述生長區(qū)為一段圓柱形管筒，所述放肩區(qū)為與所述生長區(qū)下端連接的倒錐臺形管筒，所述籽晶區(qū)為與所述放肩區(qū)下端連接的圓柱形盲管。
2. 根據(jù)權利要求l所述的一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于 所述籽晶區(qū)設有冷卻裝置。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于 所述冷卻裝置為冷盤。
4. 根據(jù)權利要求l所述的一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于 所述提純裝置有非極性塑料制成。
5. 根據(jù)權利要求4所述的一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于 所述塑料為PE或者Teflon或者Nylon。
6. 根據(jù)權利要求l所述的一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純裝置，其特征在于 所述生長區(qū)管壁設有刻度線。
7. —種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，其特征在于包括如下步驟將金屬 鎵籽晶放入所述籽晶區(qū)；將液態(tài)金屬鎵注入所述提純裝置；對所述籽晶區(qū)進行冷卻。
8. 根據(jù)權利要求7所述的一種一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，其特征 在于所述籽晶為高純度金屬鎵。
9. 根據(jù)權利要求7所述的一種一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，其特征 在于所述液態(tài)金屬鎵溫度為35。C到40°C。
10. 根據(jù)權利要求7所述的一種一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法，其特征 在于所述籽晶區(qū)的冷卻溫度為0°C-5°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬鎵縱向溫度梯度凝固提純方法和裝置，包括生長區(qū)、放肩區(qū)、籽晶區(qū)三部分，所述生長區(qū)為一段圓柱形管筒，所述放肩區(qū)為與所述生長區(qū)下端連接的倒錐臺形管筒，所述籽晶區(qū)為與所述放肩區(qū)下端連接的圓柱形盲管。將金屬鎵籽晶放入所述籽晶區(qū)；將液態(tài)金屬鎵注入所述提純裝置；對所述籽晶區(qū)進行冷卻。本發(fā)明把金屬鎵的純度在4N的基礎上進一步提純到6N、7N的極高純度；本發(fā)明裝置機構簡單、方法操作方便、提純定量控制便捷。
文檔編號C22B58/00GK101413068SQ20081015568
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權日2008年10月29日
發(fā)明者范家驊 申請人:南京金美鎵業(yè)有限公司