什么是區域精煉(Zone Refining)？

區域精煉是一種公司可以用來生產高純度晶體的技術，例如晶體管。在這種方法中，鑄錠中的雜質或大量金屬，通過一系列的熔化和冷卻過程被強迫到一端或另一端。這就留下了一大塊大部分是純凈的材料，可用于種子晶體和其他成分。...

區域精煉是一種公司可以用來生產高純度晶體的技術，例如晶體管。在這種方法中，鑄錠中的雜質或大量金屬，通過一系列的熔化和冷卻過程被強迫到一端或另一端。這就留下了一大塊大部分是純凈的材料，可用于種子晶體和其他成分。這種技術的發明可以追溯到20世紀，作為半導體制造商和類似公司為滿足對非常純材料的需求而發明的許多方法之一。科學家在區域精煉過程中帶著燒杯，一名技術人員將一塊材料通過一根裝有加熱元件的管子緩慢地送入。加熱元件將整個截面加熱到熔點，在固態鑄塊中間形成一個液態區。在固液交界處，雜質沉淀在原子水平。它們可能看不見，但它們的存在可能會導致使用該錠生產的產品出現嚴重問題，這使得精煉成為制備過程中的一個關鍵部分。一些雜質會降低熔點，而另一些則會提高熔點。雜質會聚集在鑄錠的一端。通過多次傳遞，技術人員可以將雜質擠出，在遠端留下一個基本干凈的帶有一些污染的錠，這一端可以被去除，得到一個非常純凈的精煉錠，它應該有一個非常穩定的晶體結構，因為沒有雜質會破壞單個原子之間的連接晶格。這項技術需要一些專門的設備和高度的控制。技術人員需要給定組件的合適溫度，以防止區域精煉出現問題在區域精煉過程中，當鋼錠在設備中反復移動時，還需要仔細控制速度。在較大的工作環境中，純度也是至關重要的，因為技術人員不希望通過在污染的空間中處理來將新材料引入到凈化錠中。區域精煉完成后，技術人員可以小心地搬運和包裝凈化后的鑄錠，以便在另一個設施中使用或運輸到不同的區域。在整個過程中需要非常小心的控制，包括對材料純度和質量的反復檢查，這減少了半導體和類似部件生產中的浪費，并限制了雜質順流而下并引發一連串問題的可能性。

發表于 2020-09-18 02:34
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分類：科學教育

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