不着急……..70年代之后,才迎来它作为光学上不可替代材料的王冠!
第一步,就是把粗硅变成气体。
从矿里提取出来,纯度只有90%左右的粗硅敲碎成小颗粒,扔进一个反应罐里。
在300℃的温度下,往里面吹干燥的氯化氢气体。
粗硅就会变成了气体三氯氢硅,同时还带出了一点点铁、铝等杂质。
最后把这些气体冷却成液体,这就是粗三氯氢硅。
第二步,反复蒸馏提纯。
这招跟前面提纯锗的洗三遍一模一样!粗液体反复烧3到4次。
但是每次只收集31到33℃之间的气体,把那些沸点不一样的杂质,比如四氯化硅、铁、铝等一点点甩掉。
洗上4遍后,这液体的纯度就能飙升到5N到6N。
就这样,还没第三步呢,她就能拿到6N的纯度了!!!
时珈一兴奋地甩了甩笔,然后又继续写第三步。
把洗得极其干净的气体,混着高纯氢气,一起吹进一个1100℃的管式炉里。
在炉子里放一根细细的硅棒当地基。
气体碰到高温的硅棒,就会把纯硅吐出来,一层层裹在硅棒上。
当然,这个过程很慢,但是绝对是顶级的慢工出细活,因为它最后的纯度,能达到8N到9N!
第二个环节就是区熔提纯了。
这个方法时珈一也不打算大改,首先,目前真空腔室脱氧的方法很好,这样材料不会氧化。
据林兰英所述,原方案中,炉子抽成接近真空的状态,然后里面空气分子都没有了,自然就不怕材料被氧化,所以根本不需要再往里充任何保护气体。也就是所谓的用真空来隔绝污染。
再用硅碳棒通电发热,像烤箱一样从外面把锗棒或硅棒烤化。
硅碳棒电阻加热是国内最容易实现的加热方式,缺点是受热不均匀,热量是从外向内传导的。
在这会儿没有电脑和精密的温控仪,温度高不高,全靠大家盯着光学高温计看。
温度偏了,就用手去拧自耦变压器的旋钮。这就导致温度忽高忽低,误差极大。
并且,关于熔化的那一小段熔区怎么往前走呢?
要么是靠工人手动摇丝杠,要么是加热器不动,工人手动把整根棒子往下挪。
而人手摇的速度肯定不如机器匀速