Теллур в слитках Т-У — технические характеристики и применение
Теллур в слитках Т-У — полупроводниковый материал высокой чистоты, выпускаемый в форме слитков с контролируемым содержанием примесей. Маркировка Т-У соответствует техническим условиям на теллур улучшенной очистки, предназначенный для использования в электронной промышленности и производстве специальных сплавов. Основное отличие данной марки — пониженное содержание газообразующих примесей и металлов-компенсаторов, что обеспечивает стабильность электрофизических параметров при легировании.
Химический состав и чистота
Слитки теллура Т-У характеризуются массовой долей основного вещества не менее 99,9 % (сорт Т-УЧ) и до 99,99 % (сорт Т-ЭКСТРА). Контроль примесного состава выполняется методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Лимитируемые примеси — медь, свинец, железо, кремний, селен, сера — нормируются на уровне 110–110 %.
| Сорт | Массовая доля Te, % | Cu, % | Pb, % | Se, % |
|---|---|---|---|---|
| Т-УЧ | 99,9 | 110 | 110 | 510 |
| Т-У | 99,95 | 510 | 510 | 110 |
| Т-ЭКСТРА | 99,99 | 110 | 110 | 510 |
Физико-механические параметры слитков
Слитки теллура Т-У поставляются в виде цилиндрических или прямоугольных отливок массой 1–5 кг. Материал имеет гексагональную кристаллическую решётку, плотность — 6,24 г/см. Температура плавления — 449,5 C, температура кипения — 988 C. Теллур хрупок при комнатной температуре, разрушение происходит по плоскостям спайности, что необходимо учитывать при механической обработке и дроблении.
Технологические особенности применения
В производстве полупроводниковых соединений теллур Т-У используется как компонент шихты при синтезе кадмий-ртуть-теллур (КРТ), висмут-теллуридных термоэлектрических материалов и свинцово-теллуридных фотоприёмников. Слитки перед загрузкой в ростовые установки проходят химическое травление в растворе азотной и соляной кислот с последующей промывкой деионизованной водой для удаления поверхностных оксидов.
В металлургии теллур Т-У вводят в состав свинцовых, медных и нержавеющих сплавов в количестве 0,05–0,5 % для повышения обрабатываемости резанием. Легирование теллуром улучшает дисперсность структурных составляющих и снижает адгезию стружки к режущему инструменту при токарной обработке на автоматических линиях.
Отрасли применения
- Производство ИК-фотодетекторов и матричных фотоприёмных устройств на основе КРТ
- Изготовление термоэлектрических генераторов и охлаждающих модулей Пельтье
- Выращивание монокристаллов теллурида кадмия для детекторов рентгеновского и гамма-излучения
- Легирование свинцовых аккумуляторных сплавов для повышения коррозионной стойкости решёток
- Производство резиновых смесей и каучуков в качестве вулканизующего агента
- Синтез теллуридов редкоземельных элементов для оптоэлектроники
Условия хранения и безопасности
Слитки теллура Т-У хранят в герметичной таре в сухих вентилируемых помещениях. Материал токсичен, ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,01 мг/м. При плавлении и нагреве выше 400 C выделяется диоксид теллура, требующий локальной вытяжной вентиляции. Работы с расплавом проводят в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и кожных покровов.
Вопросы и ответы
Чем отличается теллур Т-У от теллура марки Т-1?
Теллур Т-У имеет более жёсткие нормы по содержанию селена, меди и свинца, а также контролируемое содержание газообразующих примесей. Это обеспечивает стабильность электрофизических свойств при синтезе полупроводниковых соединений.
Какая форма поставки слитков теллура Т-У?
Слитки поставляются в виде цилиндрических отливок диаметром 40–80 мм или прямоугольных брусков сечением 30 30 – 50 50 мм, массой от 1 до 5 кг. Допускается поставка в виде ломаных слитков по согласованию с потребителем.
Как подготовить слитки теллура Т-У к загрузке в ростовую установку?
Поверхность слитков подвергают химическому травлению в смеси азотной и соляной кислот (1:1) при комнатной температуре в течение 30–60 секунд, затем промывают деионизованной водой и сушат в вакуумном шкафу при 80–100 C.
Каковы потери теллура при плавлении в вакууме?
При плавлении в вакууме 10 Па потери за счёт испарения составляют 3–7 % от массы загрузки. Для минимизации потерь рекомендуется использовать закрытые тигли с графитовыми крышками и скорость нагрева не более 10 C/мин.
