CN108689681A - 一种太赫兹石及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种太赫兹石及其制备方法，由以下重量份的原料制得：晶体硅40‑60、稀土元素氧化物2‑5，其制备方法如下，先将晶体硅废料放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1600‑1700℃后投入稀土元素氧化物，继续升温至1750‑1790℃，立即停止供电，通过原料自身的反应快速升温，升温至2400‑2800℃后，再用稳电压加热，升温至3150‑3160℃后，熔炼结束，冷却定型，制得太赫兹石。采用本发明所述的配方及方法制得的太赫兹石，在使用过程中只需经30‑50℃的热导就能产生0.1THz‑10THz的太赫兹波。
Description
技术领域
本发明涉及一种太赫兹石，特别涉及一种太赫兹石及其制备方法。
背景技术
由于太赫兹光子能保持化学键和电离/原子的完整性，它对生命体是无害，所以太赫兹成像技术在医学检测和诊断中的应用有无限的可能性和机会，使人们可以看到物理对象中不可见/可见和可视化的内部信息。太赫兹辐射是无电离的并且不是高度分散在组织里（与光学辐射大不相同）。此外，太赫兹辐射对水具有独特的灵敏度。现有的太赫兹波主要从太赫兹石中产生，而太赫兹石主要指太赫兹矿石，成本高，开采不易。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，能生产出只需经30-50℃的热导就能产生0.1THz-10THz的太赫兹波的太赫兹石。
本发明所要解决的另一技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，加工成本低的太赫兹石的制备方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种太赫兹石，其特点是，由以下重量配比的原料制得：晶体硅40-60、稀土元素氧化物 2-5，所述的晶体硅为单晶硅、多晶硅，或者在单晶硅或多晶硅生产过程中产生的边角料。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，由以下重量配比的原料制得：晶体硅50、稀土元素氧化物 3。
本发明所要解决的另一技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种上述太赫兹石的制备方法，其特点是，该方法如下，先将晶体硅废料放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1600-1700℃后断电，投入稀土元素氧化物，通过自身升温，升温至1750-1790℃后，边排气边通电加热，升温至3150-3160℃后，熔炼结束，将熔融物倒入坩埚中冷却定型，制得太赫兹石。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述的第一次升温温度为1650℃，第二次升温温度为1790℃，第三次升温温度为3160℃。
与现有技术相比，本发明通过在晶体硅中加入稀土元素氧化物，利用稀土元素氧化物元素的原子和离子具有特殊的电磁性能，将其掺杂在晶体硅中可引入新的活性位置提高光催化活性，同时,稀土元素氧化物离子掺杂能够改变晶体硅的能级结构,从而引起其光电性质的重大改变，有利于激发太赫兹的释放，制得晶硅体太赫兹石，该太赫兹石在使用过程中只需经30-50℃的热导就能产生0.1THz-10THz的太赫兹波，同时，利用晶体硅废料，节省成本，可实现废物再利用。
具体实施方式
进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：单晶硅40、稀土元素氧化物2。
实施例2，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：单晶硅60、稀土元素氧化物5。
实施例3，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：单晶硅50、稀土元素氧化物3。
实施例4，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：多晶硅40、稀土元素氧化物2。
实施例5，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：多晶硅60、稀土元素氧化物5。
实施例6，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：多晶硅50、稀土元素氧化物3。
实施例7，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅生产过程中产生的边角料40、稀土元素氧化物 2。
实施例8，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅生产过程中产生的边角料60、稀土元素氧化物5。
实施例9，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅生产过程中产生的边角料50、稀土元素氧化物 3。
实施例10，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在多晶硅生产过程中产生的边角料40、稀土元素氧化物 2。
实施例11，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在多晶硅生产过程中产生的边角料60、稀土元素氧化物5。
实施例12，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅和多晶硅生产过程中产生的边角料50、稀土元素氧化物 3。
实施例13，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅和多晶硅生产过程中产生的边角料40、稀土元素氧化物 2。
实施例14，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅和多晶硅生产过程中产生的边角料60、稀土元素氧化物5。
实施例15，一种太赫兹石，由以下重量配比的原料制得：在单晶硅和多晶硅生产过程中产生的边角料50、稀土元素氧化物 3。
实施例16，一种实施例1-15所述太赫兹石的制备方法，其方法如下，先将晶体硅废料放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1600℃后断电，投入稀土元素氧化物，通过自身升温，升温至1750℃后，边排气边通电加热，升温至3150℃后，熔炼结束，将熔融物倒入坩埚中冷却定型，制得太赫兹石。
实施例17，一种实施例1-15所述太赫兹石的制备方法，其方法如下，先将晶体硅废料放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1700℃后断电，投入稀土元素氧化物，通过自身升温，升温至1790℃后，边排气边通电加热，升温至3160℃后，熔炼结束，将熔融物倒入坩埚中冷却定型，制得太赫兹石。
实施例18，一种实施例1-15所述太赫兹石的制备方法，其方法如下，先将晶体硅废料放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1650℃后断电，投入稀土元素氧化物，通过自身升温，升温至1770℃后，边排气边通电加热，升温至3155℃后，熔炼结束，将熔融物倒入坩埚中冷却定型，制得太赫兹石。
本发明中在投入稀土元素氧化物后，熔炼炉内的温度升至1790℃应立即停止供电，避免自爆的发生，供电后的自身升温为一种能量现象，同时，必须在停止供电后安排操作人员严格看管，采用稳电压升温是有利于监管的准确性的，另外，稳电压加热至3160℃后，熔炼结束，停止供电。
采用本发明所述的配方及方法制得的太赫兹石采用现有技术中公开的太赫兹探测器进行检测，检测结果为，在使用过程中只需经30-50℃的热导就能产生0.1THz-10THz的太赫兹波。
本发明中所述的稀土元素氧化物可以是现有技术中公开的或市售的、以稀土元素氧化物为主料的混合料，如郑州生裕化工产品有限公司经销批发的稀土氧化镧，地址为河南郑州市南四环百荣世贸C区17排，联系电话：18625537051，应用领域：主要用于制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板，适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。还用于制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。
Claims (4)
1.一种太赫兹石，其特征在于：由以下重量配比的原料制得：晶体硅40-60、稀土元素氧化物 2-5，所述的晶体硅为单晶硅、多晶硅，或者在单晶硅或多晶硅生产过程中产生的边角料。
2.根据权利要求1所述的太赫兹石，其特征在于：由以下重量配比的原料制得：晶体硅50、稀土元素氧化物 3。
3.一种权利要求1或2所述太赫兹石的制备方法，其特征在于：该方法如下，先将晶体硅放入熔炼炉中进行升温熔炼，升温至1600-1700℃后断电，投入稀土元素氧化物，通过自身升温，升温至1750-1790℃后，边排气边通电加热，升温至3150-3160℃后，熔炼结束，将熔融物倒入坩埚中冷却定型，制得太赫兹石。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的第一次升温温度为1650℃，第二次升温温度为1790℃，第三次升温温度为3160℃。
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