高纯材料制备技术稀有金属.pptx

October25,2010,Beijing,China高纯材料提纯方法综合应用及实践(22)高纯稀有色金属(6)高纯稀散金属高纯镓高纯铟高纯锗高纯***高纯铼高纯高熔点稀有金属高纯钛高纯钨高纯钼高纯钒高纯铌高纯钽高纯锆、铪高纯稀土金属(包括钪、钇)目录October25,2010,Beijing,China高纯镓高纯镓概述物理化学性质镓(Ga)为银白色的金属,℃,在人的手里就可熔化,但镓的沸点却很高,%。镓的原子序数是3l,,属ⅢA族,电子构型为(Ar)3d104s24p1,氧化态为+1、+3,固体镓为蓝灰色、液体镓为银白色。镓的化学性质不活泼,在常温下几乎不与氧和水发生反应。镓溶于强酸和强碱,因此镓具有***。由于镓具有吸收中子的能力,在原子反应堆中也可以起到控制中子数量和反应速度的作用,为人类利用原子能作出贡献。镓具有很强的光反射能力,可把它挤压在两块加热的玻璃之间制成优质反光镜。镓还可以用来制造阴极蒸气灯,将碘化镓加入高压水银灯中,可以增大水银灯的辐射强度;镓锡合金弧光灯具可防止锡蒸发附在玻璃管壁上,避免冷却时破裂。镓的蒸气压也很低,在1000℃时只有10-3Pa,故可在真空装置中作密封液。镓能提高一些合金的硬度,并能提高镁合金的耐腐蚀能力。镓化合物可用于分析化学、有机合成以及医药中的催化剂。放射性镓可用来诊断癌症;镓还常用来制造镶牙合金。近年来,镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体材料的新粮食”。高纯镓October25,2010,Beijing,China品质分级 当金属镓的纯度在5N以下时,仍沿用原来的称呼,如2N、4N、5N。当纯度达到5N以上时,以其主要的用途来定级:如6N镓主要用于掺杂的GaAs、GaP、GaSb等半导体晶体,不仅要求镓的纯度达到6N,还对主要有害杂质Cu、Zn、Fe、Si等的含量有严格的要求,通常称其为“电子级”高纯镓(EGa);用于制作IC衬底的半绝缘***化镓的7N镓,要求合成的半绝缘***化镓晶体在室温下电子迁移率大于6500cm2/(V·s),用辉光放电质谱法(GDMS)分析镓中的杂质,除C、N、O和Ta外,主要有害杂质的含量必须在5×10-7%以下,其余杂质的含量都必须低于检测极限,可称之为“电路级”超纯镓(ICGa);用作分子束外延(MBE)源的镓,要求除C、N、O和Ta外,所有杂质的含量都应低于GDMS分析的检测极限,可称之为“分子束外延级”超纯镓(MBEGa)。用途高纯镓主要用于制造***化镓、磷化镓、氮化镓及低熔合金等的电子器件及外延片和光电子器件,已广泛应用于移动通信、宽带光纤通信、个人电脑、通信卫星、高速信号及图像处理、汽车防碰撞及定位和汽车无人操作系统等现代高科技领域。近年来,随着移动通信、个人电脑、汽车等行业的发展,***化镓、磷化镓、氮化镓等产品的需求量急剧增加,高纯镓的研究开发和生产也得到了很大的发展。高纯镓October25,2010,Beijing,China镓是当代信息技术发展的重要支撑材料。GaAs、GaAlAs、GaSb、GaP、CaAsP等化合物广泛用于电子工业,作为可见光、红外及激光二极管、超大规模集成电路、微波元件、太阳能电池等的基本材料。此外,镓基低熔合金用于低温控制、焊剂、某些加工(如珠宝加工支撑、薄管弯曲)的充填、仪表中取代***、牙科合金等。镓的冷焊剂是科研及军工特殊需要的材料,用于金属与陶瓷异型构件的冷焊;日本开发用镓微粒烧结于滑雪板上以增加滑雪速度,获得轰动效果;镓的抗重金属中毒特性可用于诊断骨癌;镓材料作磁泡存储器、光盘存储器及超导等用途也在不断发展。而作为有工业应用价值的镓化合物,主要是:GaAs、GaP、GaN、GaSb和Ga-A1-As等,在现代工业及国防中被广泛使用。另外V3Ga用于制备超导体,它的临界磁场强度达223Gs,。镓的卤化物和氧化物还可以用作有机反应中的催化剂,GaS可作发光材料等。而GaAs系电子器件、光学器件和GaP系光学器件发展极快。GaAs系材料的光学器件如可见光、红外发光二极管(LED)、压缩光盘用激光二极管(LD)等,是从20世纪90年代初开始发展起来的,开始还仅仅是用于特殊的人造卫星、FET、HEMT和电视调谐器等领域,电子器件的快速发展始于手机电话用功率放大器、开关的大规模应用。手机电话市场的高速发展成为促进GaAs电子器件发展的推动力,另外,GaAs的光学器件在高辉度LED、CD-ROM、LD等方面得到发展。高纯镓October25,2010,Beijing,China晶体生产厂家用GaAs、GaP生产基片,器件厂家购买基片进行外延生长、封装、制品化。近年来,晶体生产厂家为了增加销售额,提高产