一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置及其方法，目的在于解决碲锌镉在合成过程中，容易发生石英管爆炸，导致管裂事故发生的问题。本发明专利技术在保压内胆中充入保护气体，通过调节保压内胆中的充气压力来平衡或降低石英坩埚内外压力差，通过晶料分布、温度梯度设置或炉管升降来控制原料反应速率，通过温度梯度设置与炉管升降来进行晶体生长。采用本发明专利技术，能够有效避免坩埚爆炸情况的发生，且反应条件温和，有效避免列管等现象的出现。同时，本发明专利技术反应条件温和，能够满足相应的制备需求，具有较好的应用前景。

A device for improving the stability of polycrystalline synthesis of zinc tellurium and cadmium and its method

The invention discloses a device and a method for improving the synthesis stability of tellurium cadmium zinc polycrystal, and aims at solving the problem of the tube cracking accident caused by the explosion of quartz tube in the process of synthesizing tellurium, zinc and cadmium. The present invention in the pressure tank filled with protective gas, balanced by air pressure regulation pressure tank or reduce the pressure difference between the inside and outside the quartz crucible, the crystal material distribution, temperature gradient settings or tube lifting to control raw material reaction rate, temperature gradient through the setting and lifting of the crystal growth furnace tube. The invention can effectively avoid the occurrence of the explosion of the crucible, and the reaction conditions are mild, and the appearance of the tube and other phenomena can be avoided effectively. At the same time, the invention has mild reaction conditions, and can meet the corresponding preparation demand, and has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置及其方法
本专利技术涉及晶体制备领域，具体为一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置及其方法。本专利技术通过在坩埚外部施加平衡气压，能有效降低石英坩埚所承受的压力差，并通过对反应条件的有效控制，能有效抑制原料间的剧烈反应，以避免碲锌镉多晶料合成过程中的裂管现象。
技术介绍
碲锌镉（Cd1-xZnxTe）晶体是一种优越的x和γ射线探测材料，对射线具有较高的吸收系数，可以在保证探测灵敏度的情况下采用更小的探测单元；同时，在接近室温的情况下仍可以实现良好的探测能力，由于不需要高纯锗、硅探测器那样使用液氮冷却，碲锌镉探测器的应用领域更加广泛，在元素分析、X射线成像以及空间探测领域等均得到大量应用。目前，碲锌镉探测器发展的主要限制在于大体积高质量碲锌镉晶体难于获得。其中，晶体组成元素的高蒸汽压问题是造成晶体体积难于扩大的主要原因之一。组成碲锌镉晶体的Cd、Zn、Te三种元素熔点较低，分别是321℃、420℃和449℃；而碲锌镉熔点为1041-1239℃，Zn掺杂含量越高，熔点越高，熔点附近Cd元素的蒸汽压可以达到几个大气压的量级；因此，碲锌镉的合成一般采用坩埚密封的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，包括保压内胆、坩埚固定件、坩埚、法兰接口、加热炉、充放气口、转接结构、平台、旋转机构、升降机构；所述保压内胆为一端开口的圆管，所述坩埚通过坩埚固定件设置在保压内胆内部，所述法兰接口与保压内胆的开口端密封连接，所述保压内胆设置在加热炉内且加热炉能对保压内胆进行加热；所述充放气口依次通过转接结构、法兰接口与保压内胆相连且充放气口能向保压内胆内充入保护气体，所述充放气口与保压内胆相连的管道上设置有阀门；所述旋转机构设置在平台上，所述旋转机构与保压内胆相连且旋转机构能带动保压内胆相对加热炉转动，所述升降机构能带动加热炉相对保压内胆沿其轴向移动。

【技术特征摘要】
1.一种提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，包括保压内胆、坩埚固定件、坩埚、法兰接口、加热炉、充放气口、转接结构、平台、旋转机构、升降机构；所述保压内胆为一端开口的圆管，所述坩埚通过坩埚固定件设置在保压内胆内部，所述法兰接口与保压内胆的开口端密封连接，所述保压内胆设置在加热炉内且加热炉能对保压内胆进行加热；所述充放气口依次通过转接结构、法兰接口与保压内胆相连且充放气口能向保压内胆内充入保护气体，所述充放气口与保压内胆相连的管道上设置有阀门；所述旋转机构设置在平台上，所述旋转机构与保压内胆相连且旋转机构能带动保压内胆相对加热炉转动，所述升降机构能带动加热炉相对保压内胆沿其轴向移动。2.根据权利要求1所述提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，所述加热炉包括炉体外壳、设置在炉体外壳上端开口的保温隔热盖、设置在炉体外壳内的保温棉、设置在保温棉内侧的炉膛、用于对保压内胆进行加热的加热丝，所述加热丝设置在保温棉内。3.根据权利要求1或2所述提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，还包括设置在充放气口与保压内胆相连的管道上的气压表。4.根据权利要求1-3任一项所述提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，还包括对加热炉内温度进行检测的温度测定机构。5.根据权利要求1-4任一项所述提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，所述旋转机构包括设置在平台上的晶体旋转电机、旋转传动机构，所述晶体旋转电机通过旋转传动机构与保压内胆相连且晶体旋转电机通过旋转传动机构能带动保压内胆相对加热炉转动。6.根据权利要求1-5任一项所述提高碲锌镉多晶合成稳定性的装置，其特征在于，所述升降机构包括升降电机、升降轴，所述升降电机通过升降轴与加热炉相连且升降电机通过升降轴能带动加热炉相对保压内胆沿保压内胆的轴向移动。7.一种带平衡气压的碲锌镉多晶合成装置合成碲锌镉多晶的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞龙，朱康伟，刘毅，王晓芳，胡殷，张鹏程，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51