一种5N级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法技术

本发明专利技术公开一种5N级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，包括以下步骤：S1.对待评估石英原料进行XRD测试，得到优化后待评估石英晶胞模型及晶胞体积V<subgt;B</subgt;；S2.计算优化后待评估石英晶胞模型的Si‑O四面体的平均体积V<subgt;t</subgt;；S3.基于所述优化后待评估石英晶胞模型的晶胞体积V<subgt;B</subgt;与Si‑O四面体的平均体积V<subgt;t</subgt;，得到优化后待评估石英晶胞模型的间隙体积V<subgt;i</subgt;；S4.计算数据库内平均晶格间隙体积，根据所述数据库内平均晶格间隙体积与V<subgt;i</subgt;之间的大小关系，判定利用待评估石英原料晶格除杂生成5N级石英的难易程度；此方法可以从原子级别计算出石英原料中的间隙体积，直观地评估石英原料利用晶格除杂生成5N级石英的去除难易程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及选矿，尤其涉及一种5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法。

技术介绍

1、随着半导体、新能源、5g通信等战略性新兴产业的高速发展，坩埚用5n级超纯石英砂(sio2含量≥99.999％)的需求量急剧增加。而优质水晶资源的日益枯竭，使得人们将目光更多的放在了杂质含量较高的替代品如伟晶岩、脉石英等。石英中的杂质一般包括独立的脉石矿物，固体、流体包裹体和以取代或填隙的方式存在于石英晶格中的杂质元素，其中晶格杂质元素最难去除。石英坩埚在高于1000℃以上的环境中，sio2分子振动加速，加之内外表面容易沾污，引起杂质离子的局部集聚，特别是晶格碱金属及碱土金属等间隙杂质，如k、na、li、ca、mg等，引起粘度降低，导致失透加速，形成析晶现象，影响石英坩埚质量。因此，对晶格杂质的去除是制备半导体及光伏单晶硅用5n级高纯石英砂的最为关键步骤。

2、一般来说，石英晶格间隙大部分杂质可通过对石英原料进行焙烧、酸浸、加压等方式去除，在去除过程中，石英晶格间隙大部分杂质会通过扩散偏析等方式沿石英晶格间隙从晶格内部向表面迁移，但是，由于不同石英原料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种5N级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的5N级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤S2中，得到优化后待评估石英晶胞模型中Si-O键的平均键长的过程为：通过Materials Studio软件中的距离测量工具对石英晶胞模型中Si-O键进行测量，并一一统计，按照公式(3)计算待评估石英晶胞模型中Si-O键的平均键长；

3.根据权利要求1所述的5N级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤S2中，优化后待评估石英晶胞模型中∠O-O-Si的平均键角的过程为：通过Ma...

【技术特征摘要】

1.一种5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤s2中，得到优化后待评估石英晶胞模型中si-o键的平均键长的过程为：通过materials studio软件中的距离测量工具对石英晶胞模型中si-o键进行测量，并一一统计，按照公式(3)计算待评估石英晶胞模型中si-o键的平均键长；

3.根据权利要求1所述的5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤s2中，优化后待评估石英晶胞模型中∠o-o-si的平均键角的过程为：通过materials studio软件中的角度测量工具对石英晶胞模型中∠o-o-si进行测量，并一一统计，按照公式(4)计算待评估石英晶胞模型中∠o-o-si的平均键角；

4.根据权利要求1所述的5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤s3中，优化后待评估石英晶胞模型的间隙体积vi的计算公式如式(2)所示，

5.根据权利要求1所述的5n级高纯石英晶格中杂质去除难易程度的评价方法，其特征在于，步骤s4的具体步骤为：集合多个5n级石英砂原料的晶格间隙体积数据作为数据库，并计算数据库内平均晶格间隙体积；当步骤s3中的待评估石英晶格的间隙体积vi大于等于数据库内平均晶格间隙体积，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育彪，顾雲翔，魏桢伦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：