一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝置的製作方法
2023-09-18 22:02:20 1
專利名稱：一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空分離裝置，尤其涉及一種用於將砷化鎵分離為金 屬鎵與金屬砷的真空分解裝置。
背景技術：
從六十年開始，隨著砷化鎵化合物半導體的出現，從砷化鎵化合物半導體 的合成、單晶的製備、晶片的生產以及到器件的製備過程，都留有砷化鎵的尾 料。因此人們開始了從砷化鎵中回收鎵的工藝研究，主要有兩種回收工藝思路，
簡述如下
砷化鎵在石英系統中的分離。因為砷化鎵的合成是在石英系統中，在真空 條件下，123(TC左右，砷蒸汽與金屬鎵合成為砷化鎵。因此，我國有關單位進 行了將此過程倒過來的研究工作，即在石英系統中，在真空條件下，將砷蒸汽 抽走，達到一個砷鎵分離的目的。該方法的不足之處在於，砷化鎵的分解率較 低，只有60%左右；且對砷沒有進行收集，造成對環境的汙染。
砷化鎵氧化法分離。砷化鎵被氧化後，砷會變成氧化砷，而金屬鎵因為在 表面形成氧化膜後而不參加氧化反應，可以達到砷、鎵分離的目的。國外有廠 家使用這個工藝。該工藝的不足之處在於，由於砷化鎵較穩定，氧化的難較大， 另外氧化後產生的氧化砷是劇毒物質，在操作過程容易造成環境汙染，也增加 了操作人員的工作難度
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種用於將砷化鎵分離為金屬 鎵與金屬砷的真空分解裝置。
本實用新型的技術方案如下 一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空 分解裝置，包括設有冷卻裝置的真空爐體，所述真空爐體內部自下而上分為加 熱區、緩衝區、冷卻區，所述加熱區由坩堝、加熱器、保溫層構成，加熱器為 三相交流電石墨加熱器，所述保溫層由高溫陶瓷纖維構成。
所述緩衝區設有置於在加熱區上部的砷蒸汽導管；所述冷卻區設有與所述 砷蒸汽導管相銜接的砷收集盲管，所述砷收集盲管設有冷卻裝置。所述真空爐體由不鏽鋼製成，真空爐體的冷卻裝置為水冷裝置或者風冷裝置。
所述砷蒸汽導管中設有帶孔的緩衝擋板。
所述冷卻區部位的真空爐體內壁緊貼所述砷收集盲管外壁。 所述砷收集盲管由不鏽鋼製成。
本實用新型與現有技術相比具有的有益效果是本實用新型能比傳統石英
分解系統耐受更高溫度；本實用新型砷化鎵的分解率較傳統石英系統大大提高，
在120(TC到150(TC的高溫下，本實用新型裝置砷化鎵分解率接近100%;並且對 砷進行了高效收集，既消除了對環境的汙染又有利於對砷的後續利用；由於在 真空中分解，避免了氧化法分離產生劇毒的氧化砷物質，也避免在操作過程造 成環境汙染和對操作人員健康損害。
圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作詳細描述。 實施例1:如圖1所示， 一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝 置，包括設有冷卻裝置的真空爐體9，所述真空爐體9內部自下而上分為加熱區 3、緩衝區5、冷卻區7，所述緩衝區5設有置於在加熱區3上部的砷蒸汽導管4, 用於提供砷蒸汽上升通道；所述冷卻區7設有與所述砷蒸汽導管4相銜接的砷 收集盲管6，砷蒸汽導管4中設有帶孔的一塊緩衝擋板8，用以減緩砷蒸汽蒸發 時上升的速度並可以根據需要再增加緩衝擋板8的數量；所述加熱區3由坩堝 10、加熱器l、保溫層ll構成，坩堝10為石墨製成，用於放置待分離的砷化鎵 2,加熱器1為三相交流電加熱器，部分分解後的金屬鎵在三相旋轉磁場中產生 攪動，可加速砷化鎵分解，所述保溫層11由高溫陶瓷纖維構成，用以保持加熱 區3的高溫。所述真空爐體9由不鏽鋼製成，真空爐體9的冷卻裝置為水冷裝 置或者風冷裝置。所述冷卻區7部位的真空爐體9內壁緊貼所述砷收集盲管6 外壁，起到對砷收集盲管6的冷卻作用。砷收集盲管6由不鏽鋼製成。
本實施例所述裝置能比傳統石英分解系統耐受更高溫度；砷化鎵的分解率 較傳統石英系統大大提高，在120(TC到150(TC的高溫下，砷化鎵分解率接近 100%;並且對砷進行了高效收集，既消除了對環境的汙染又有利於對砷的後續利用；由於在真空中分解，避免了氧化法分離產生劇毒的氧化砷物質，也避免 在操作過程造成環境汙染和對操作人員健康損害。
權利要求1.一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝置，包括設有冷卻裝置的真空爐體，其特徵在於所述真空爐體內部設有加熱區，所述加熱區由坩堝、加熱器、保溫層構成，所述加熱器為三相交流電加熱器。
2. 根據權利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝 置，其特徵在於所述坩堝由石墨製成。
3. 根據權利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝 置，其特徵在於所述真空爐體的冷卻裝置為水冷裝置。
4. 根據權利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝 置，其特徵在於所述真空爐體由不鏽鋼製成。
5. 根據權利要求1所述的一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝 置，其特徵在於所述保溫層由高溫陶瓷纖維構成。
專利摘要本實用新型公開了一種將砷化鎵分離為金屬鎵與金屬砷的真空分解裝置，包括設有冷卻裝置的真空爐體，所述真空爐體內部自下而上分為加熱區、緩衝區、冷卻區，所述加熱區由坩堝、加熱器、保溫層構成，加熱器為三相交流電石墨加熱器。本實用新型能比傳統石英分解系統耐受更高溫度；在1200℃到1500℃的高溫下，本實用新型裝置砷化鎵分解率接近100％；並且對砷進行了高效收集，既消除了對環境的汙染又有利於對砷的後續利用。
文檔編號C22B58/00GK201358289SQ20092003693
公開日2009年12月9日 申請日期2009年3月2日 優先權日2009年3月2日
發明者範家驊, 陸森雲 申請人:南京金美鎵業有限公司