CN101413064A - 一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，所述真空炉体内部自下而上分为加热区、缓冲区、冷却区，所述加热区由坩埚、加热器、保温层构成，加热器为三相交流电石墨加热器。本发明能比传统石英分解系统耐受更高温度；在1200℃到1500℃的高温下，本发明装置砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种真空分离装置，尤其涉及一种用于将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置。
背景技术
从六十年开始，随着砷化镓化合物半导体的出现，从砷化镓化合物半导体的合成、单晶的制备、晶片的生产以及到器件的制备过程，都留有砷化镓的尾料。因此人们开始了从砷化镓中回收镓的工艺研究，主要有两种回收工艺思路，简述如下：
砷化镓在石英系统中的分离。因为砷化镓的合成是在石英系统中，在真空条件下，1230℃左右，砷蒸汽与金属镓合成为砷化镓。因此，我国有关单位进行了将此过程倒过来的研究工作，即在石英系统中，在真空条件下，将砷蒸汽抽走，达到一个砷镓分离的目的。该方法的不足之处在于，砷化镓的分解率较低，只有60％左右；且对砷没有进行收集，造成对环境的污染。
砷化镓氧化法分离。砷化镓被氧化后，砷会变成氧化砷，而金属镓因为在表面形成氧化膜后而不参加氧化反应，可以达到砷、镓分离的目的。国外有厂家使用这个工艺。该工艺的不足之处在于，由于砷化镓较稳定，氧化的难较大，另外氧化后产生的氧化砷是剧毒物质，在操作过程容易造成环境污染，也增加了操作人员的工作难度。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置。
本发明的技术方案如下：一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，所述真空炉体内部自下而上分为加热区、缓冲区、冷却区，所述加热区由坩埚、加热器、保温层构成，加热器为三相交流电石墨加热器，所述保温层由高温陶瓷纤维构成。
所述缓冲区设有置于在加热区上部的砷蒸汽导管；所述冷却区设有与所述砷蒸汽导管相衔接的砷收集盲管，所述砷收集盲管设有冷却装置。
所述真空炉体由不锈钢制成，真空炉体的冷却装置为水冷装置或者风冷装置。
所述砷蒸汽导管中设有带孔的缓冲挡板。
所述冷却区部位的真空炉体内壁紧贴所述砷收集盲管外壁。
所述砷收集盲管由不锈钢制成。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明能比传统石英分解系统耐受更高温度；本发明砷化镓的分解率较传统石英系统大大提高，在1200℃到1500℃的高温下，本发明装置砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用；由于在真空中分解，避免了氧化法分离产生剧毒的氧化砷物质，也避免在操作过程造成环境污染和对操作人员健康损害。
附图说明：
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。
实施例1：如图1所示，一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体9，所述真空炉体9内部自下而上分为加热区3、缓冲区5、冷却区7，所述缓冲区5设有置于在加热区3上部的砷蒸汽导管4，用于提供砷蒸汽上升通道；所述冷却区7设有与所述砷蒸汽导管4相衔接的砷收集盲管6，砷蒸汽导管4中设有带孔的一块缓冲挡板8，用以减缓砷蒸汽蒸发时上升的速度并可以根据需要再增加缓冲挡板8的数量；所述加热区3由坩埚10、加热器1、保温层11构成，坩埚10为石墨制成，用于放置待分离的砷化镓2，加热器1为三相交流电加热器，部分分解后的金属镓在三相旋转磁场中产生搅动，可加速砷化镓分解，所述保温层11由高温陶瓷纤维构成，用以保持加热区3的高温。所述真空炉体9由不锈钢制成，真空炉体9的冷却装置为水冷装置或者风冷装置。所述冷却区7部位的真空炉体9内壁紧贴所述砷收集盲管6外壁，起到对砷收集盲管6的冷却作用。砷收集盲管6由不锈钢制成。
本实施例所述装置能比传统石英分解系统耐受更高温度；砷化镓的分解率较传统石英系统大大提高，在1200℃到1500℃的高温下，砷化镓分解率接近100％；并且对砷进行了高效收集，既消除了对环境的污染又有利于对砷的后续利用；由于在真空中分解，避免了氧化法分离产生剧毒的氧化砷物质，也避免在操作过程造成环境污染和对操作人员健康损害。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，包括设有冷却装置的真空炉体，其特征在于所述真空炉体内部设有加热区，所述加热区由坩埚、加热器、保温层构成，所述加热器为三相交流电加热器。
2.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述坩埚由石墨制成。
3.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述真空炉体的冷却装置为水冷装置。
4.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述真空炉体由不锈钢制成。
5.根据权利要求1所述的一种将砷化镓分离为金属镓与金属砷的真空分解装置，其特征在于所述保温层由高温陶瓷纤维构成。
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