CN110055435A - 硒铜合金的制备方法 - Google Patents

硒铜合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110055435A
CN110055435A CN201910349980.9A CN201910349980A CN110055435A CN 110055435 A CN110055435 A CN 110055435A CN 201910349980 A CN201910349980 A CN 201910349980A CN 110055435 A CN110055435 A CN 110055435A
Authority
CN
China
Prior art keywords
selenium
crucible
pressure
preparation
copper alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910349980.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110055435B (zh
Inventor
文崇斌
余芳
朱刘
童培云
胡智向
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vital Thin Film Materials Guangdong Co Ltd
Original Assignee
Vital Thin Film Materials Guangdong Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vital Thin Film Materials Guangdong Co Ltd filed Critical Vital Thin Film Materials Guangdong Co Ltd
Priority to CN201910349980.9A priority Critical patent/CN110055435B/zh
Publication of CN110055435A publication Critical patent/CN110055435A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110055435B publication Critical patent/CN110055435B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种硒铜合金的制备方法，其包括如下步骤：S1、混料、液封；S2、旋转升温；S3、保压升温；S4、冷却取料。本制备方法在制备过程中，根据硒的蒸气压，控制坩埚内外压力差，使得硒与铜完全反应。制备过程简单，能够半自动化大规模生产，生产效率高。坩埚可以重复使用，材料利用率高。

Description

硒铜合金的制备方法
技术领域
本发明涉及合金制备领域，尤其涉及一种硒铜合金的制备方法。
背景技术
硒铜合金具有光电性能优异、材料成本低廉且对环境没有污染的优点，广泛应用于太阳能电池领域，也可以作为热电材料制备热电制冷器件。
然而，铜的熔点为1083.4℃，硒的熔点为221℃，两种物质的熔点相差非常大，硒具有高的饱和蒸气压，因此在合成过程中，硒很容易挥发，导致最终合成的合金成分发生变化。
硒铜材料的纯度，直接影响器件的稳定性及使用寿命，通常要求材料在5N以上，因此要求合成过程中不引入杂质污染。
中国专利申请CN201710902964.9公布了一种铜硒中间合金的制备方法，该方法采用湿法合成，所产生的亚锡酸纳为剧毒物质，很容易引起环境的污染和人员的中毒，并且过程中形成的纳离子很难清除干净，导致材料的纯度不高。
申请号为PCT/CN2013/076187的专利申请公布了一种硒化亚铜的制备方法，该方法采用高低温度硒蒸汽输送法合成，该方法需要采用大量的石英管，在合成后，需要对石英管进行破坏才能取出产品，这会造成材料的浪费，并且冷却后有部分的硒会粘结在石英管壁上，对硒的回收和成分的均匀性会造成很大的影响。同时该方法受限于石英管的大小及承受压力，不能够实现大批量规模化生产。
鉴于此，有必要提出一种大批量规模化生产的硒铜合金的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种硒铜合金的制备方法，该方法制备的硒原料和铜原料可以为任意配比，制备过程中不引入杂质，最终产品的收率大于99.5%。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种硒铜合金的制备方法，其包括如下步骤：
S1、采用5N或以上纯度的高纯硒原料和5N或以上纯度的高纯铜原料以任意配比置于一坩埚中，用一坩埚盖覆盖住坩埚，且用液封剂液封坩埚和坩埚盖之间的缝隙；
S2、将液封后的坩埚置于一可旋转的高温高压炉中，将高温高压炉抽真空至真空度为5~10Pa，然后关闭真空阀门，向高温高压炉通入保护气体至炉内压力为0.3~0.5MPa，高温高压炉以一定的旋转速率开启旋转，并开始升温，以10~15℃/min的升温速率升温至460~480℃，保温10~25min；
S3、开启调压阀，保持炉内压力为1.2~1.8 MPa，以5~10℃/min的升温速率升温至600~1100℃，保温60~90 min；
S4、高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃时，将炉内压力降至0.3~0.5MPa，温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂，从坩埚中取出物料，得到硒铜合金。
作为本发明的进一步改进，S3中，保持坩埚内外的压差小于0.1MPa。
作为本发明的进一步改进，液封剂采用氧化硼。
作为本发明的进一步改进，旋转速率为10~20r/min。
作为本发明的进一步改进，坩埚和坩埚盖采用石墨材质制备而成。
作为本发明的进一步改进，高纯硒原料以硒块或硒粒的形态存在。
作为本发明的进一步改进，高纯铜原料以铜粒或铜块的形态存在。
作为本发明的进一步改进，保护气体为5N或以上纯度的高纯氮气或者高纯惰性气体。
本制备方法在制备过程中，根据硒的蒸气压，控制坩埚内外压力差，使得硒与铜完全反应。制备过程简单，能够半自动化大规模生产，生产效率高。坩埚可以重复使用，材料利用率高。
附图说明
图1为本发明硒铜合金的制备方法的所采用的制备装置的结构示意图。
图2为本发明实施例1-3的所得的产品收率结果。
图3为本发明实施例1-3的所得的产品的杂质含量测试结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出一种硒铜合金的制备方法，其包括如下步骤。
S1、采用5N或以上纯度的高纯硒原料和5N或以上纯度的高纯铜原料以任意配比置于一坩埚中，用一坩埚盖覆盖住坩埚，且用液封剂液封坩埚和坩埚盖之间的缝隙；
S2、将液封后的坩埚置于一可旋转的高温高压炉中，将高温高压炉抽真空至真空度为5~10Pa，然后关闭真空阀门，向高温高压炉通入保护气体至炉内压力为0.3~0.5MPa，高温高压炉以一定的旋转速率开启旋转，并开始升温，以10~15℃/min的升温速率升温至460~480℃，保温10~25min；
S3、开启调压阀，保持炉内压力为1.2~1.8 MPa，以5~10℃/min的升温速率升温至600~1100℃，保温60~90 min；
S4、高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃时，将炉内压力降至0.3~0.5MPa，温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂，从坩埚中取出物料，得到硒铜合金。
本发明的某些实施例中，S3中，保持坩埚内外的压差小于0.1MPa。保持坩埚内外的很小的压差，能够避免硒蒸气压过大而发生爆炸。而且能够使得硒和铜反应完全。
在本发明的某些实施例中，高纯硒原料以硒块或硒粒的形态存在。在本发明的某些实施例中，高纯铜原料以铜粒或铜块的形态存在。
在本发明的某些实施例中，液封剂采用氧化硼。液封剂不与原料接触，反应过程不添加任何东西，不会引入杂质。
在本发明的某些实施例中，旋转速率为10~20 r/min。以适当的旋转速率旋转高温高压炉可充分搅拌，使得硒和铜均匀反应。
在本发明的某些实施例中，坩埚和坩埚盖采用石墨材质制备而成。
在本发明的某些实施例中，保护气体为5N或以上纯度的高纯氮气或者高纯惰性气体。
实施例1。
一种铜硒合金的制备方法，该方法采用的制备装置100如图1，制备装置100包括一坩埚110、一坩埚盖120、一高温高压炉140，坩埚110包括一坩埚沿111，坩埚盖120扣设于坩埚沿111上从而覆盖住坩埚110，将液封剂置于坩埚沿111内使得坩埚盖120和坩埚110之间的缝隙实现液封。高温高压炉140设有一进气口141。
本制备方法的步骤如下：采用5kg 5N硒块和5kg 5N铜粒置于一石墨坩埚110中，将坩埚盖120扣设于坩埚沿111上从而覆盖住坩埚110，将液封剂30g氧化硼置于坩埚沿111内使得坩埚盖120和坩埚110之间的缝隙实现液封。将液封的坩埚110置于可旋转的高温高压炉140中，将高温高压炉140抽真空直至真空度为5Pa，然后关闭真空阀门，沿着进气口141向高温高压炉通入保护气体——5N氮气至炉内压力为0.4MPa，高温高压炉140开启旋转，旋转速率为10r/min，以10℃/min的升温速率升温至460℃，保温25min。开启调压阀，保持炉内压力为1.6MPa，使得坩埚110内外的压差小于0.1MPa，按8℃/min的升温速率升温至750℃，保温70min。之后，高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃，将炉内压力降至0.4MPa，当温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂氧化硼。取出物料，得到硒铜合金，对所制备得到的硒铜合金称重，所得的产品收率结果请见图2，并采用ICP-MS测试杂质含量，测试结果请见图3。
实施例2。
本实施例采用与实施例1相同的制备装置。
本制备方法的步骤如下：采用2kg 5N硒块和11kg 5N铜粒置于一石墨坩埚110中，将坩埚盖120扣设于坩埚沿111上从而覆盖住坩埚110，将液封剂30g氧化硼置于坩埚沿111内使得坩埚盖120和坩埚110之间的缝隙实现液封。将液封的坩埚110置于可旋转的高温高压炉140中，将高温高压炉140抽真空直至真空度为10Pa，然后关闭真空阀门，沿着进气口141向高温高压炉通入保护气体——5N氮气至炉内压力为0.4MPa，高温高压炉140开启旋转，旋转速率为15r/min，以15℃/min的升温速率升温至480℃，保温10min。开启调压阀，保持炉内压力为1.2MPa，使得坩埚110内外的压差小于0.1MPa，按10℃/min的升温速率升温至1100℃，保温90 min。之后，高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃，将炉内压力降至0.3MPa，当温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂氧化硼。取出物料，得到硒铜合金，对所制备得到的硒铜合金称重，产品所得收率结果请见图2，并采用ICP-MS测试杂质含量，测试结果请见图3。
实施例3。
本实施例采用与实施例1相同的制备装置。
本制备方法的步骤如下：采用3kg 5N硒粒和1kg 5N铜块置于一石墨坩埚110中，将坩埚盖120扣设于坩埚沿111上从而覆盖住坩埚110，将液封剂30g氧化硼置于坩埚沿111内使得坩埚盖120和坩埚110之间的缝隙实现液封。将液封的坩埚110置于可旋转的高温高压炉140中，将高温高压炉140抽真空直至真空度为8Pa，然后关闭真空阀门，沿着进气口141向高温高压炉通入保护气体——5N氮气至炉内压力为0.5MPa，高温高压炉140开启旋转，旋转速率为20r/min，以12℃/min的升温速率升温至470℃，保温15min。开启调压阀，保持炉内压力为1.8MPa，使得坩埚110内外的压差小于0.1MPa，按5℃/min的升温速率升温至650℃，保温60 min。之后，高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃，将炉内压力降至0.5MPa，当温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂氧化硼。取出物料，得到硒铜合金，对所制备得到的硒铜合金称重，产品所得收率结果请见图2，并采用ICP-MS测试杂质含量，测试结果请见图3。
从图2结果可以得出，本方法实施例1-3所得的产品收率均大于99.5%，从图3结果可以看出，本方法实施例1-3所得的硒铜合金的纯度均为5N。
本制备方法在制备过程中，根据硒的蒸气压，控制坩埚内外压力差，使得硒与铜完全反应。制备过程简单，能够半自动化大规模生产，生产效率高。坩埚可以重复使用，材料利用率高。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (8)

1.一种硒铜合金的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
S1、混料、液封：采用5N或以上纯度的高纯硒原料和5N或以上纯度的高纯铜原料以任意配比置于一坩埚中，用一坩埚盖覆盖住坩埚，且用液封剂液封坩埚和坩埚盖之间的缝隙；
S2、旋转升温：将液封后的坩埚置于一可旋转的高温高压炉中，将高温高压炉抽真空至真空度为5~10Pa，然后关闭真空阀门，向高温高压炉通入保护气体至炉内压力为0.3~0.5MPa，高温高压炉以一定的旋转速率开启旋转，并开始升温，以10~15℃/min的升温速率升温至460~480℃，保温10~25min；
S3、保压升温：开启调压阀，保持炉内压力为1.2~1.8 MPa，以5~10℃/min的升温速率升温至600~1100℃，保温60~90 min；
S4、冷却取料：高温高压炉自然冷却，当温度降至600℃时，将炉内压力降至0.3~0.5MPa，温度降至室温后，泄压，开炉，取出坩埚，在纯水中浸泡1小时，去除液封剂，从坩埚中取出物料，得到硒铜合金。
2.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：S3中，保持坩埚内外的压差小于0.1MPa。
3.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：液封剂采用氧化硼。
4.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：旋转速率为10~20r/min。
5.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：坩埚和坩埚盖采用石墨材质制备而成。
6.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：高纯硒原料以硒块或硒粒的形态存在。
7.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：高纯铜原料以铜粒或铜块的形态存在。
8.根据权利要求1所述的硒铜合金的制备方法，其特征在于：保护气体为5N或以上纯度的高纯氮气或者高纯惰性气体。
CN201910349980.9A 2019-04-28 2019-04-28 硒铜合金的制备方法 Active CN110055435B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910349980.9A CN110055435B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 硒铜合金的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910349980.9A CN110055435B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 硒铜合金的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110055435A true CN110055435A (zh) 2019-07-26
CN110055435B CN110055435B (zh) 2020-08-14

Family

ID=67321327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910349980.9A Active CN110055435B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 硒铜合金的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110055435B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110282975A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种硒化锗靶材及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009287092A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Mitsubishi Materials Corp カルコパイライト型半導体膜成膜用スパッタリングターゲットの製造方法
CN102242284A (zh) * 2011-07-08 2011-11-16 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 一种硒铜中间合金的制备方法
CN107497880A (zh) * 2017-08-17 2017-12-22 徐高杰 一种碲硒铜棒的生产方法
CN108220667A (zh) * 2018-01-16 2018-06-29 清远先导材料有限公司 碲铜合金的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009287092A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Mitsubishi Materials Corp カルコパイライト型半導体膜成膜用スパッタリングターゲットの製造方法
CN102242284A (zh) * 2011-07-08 2011-11-16 四川鑫炬矿业资源开发股份有限公司 一种硒铜中间合金的制备方法
CN107497880A (zh) * 2017-08-17 2017-12-22 徐高杰 一种碲硒铜棒的生产方法
CN108220667A (zh) * 2018-01-16 2018-06-29 清远先导材料有限公司 碲铜合金的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110282975A (zh) * 2019-07-08 2019-09-27 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种硒化锗靶材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110055435B (zh) 2020-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104726745B (zh) 一种Ti‑Zr基轻质量高容量吸氢材料及其制备和使用方法
CN101734630B (zh) 一种高纯碲化镉的制备方法
CN105290409B (zh) 氢化脱氢炉及低氧含量钛粉的制备方法
CN100486739C (zh) γ相U-Mo合金粉末的制备工艺
CN102030313B (zh) 一种有机物复合氨硼烷储氢材料及其制备方法
CN101817537A (zh) 一种纯硼的制备方法
CN102773489A (zh) 一种高纯超细钒铬钛混合粉的制备方法
CN110055435A (zh) 硒铜合金的制备方法
CN102807191B (zh) 一种Li-Mg-B-H储氢材料的合成方法
CN108285131A (zh) 一种室温固相球磨制备硼氢化锂的方法
CN115451700A (zh) 一种回收砷和镓的装置及方法
CN101721969A (zh) 一种以钛为基的烧结型吸气材料及其制备方法
CN109663543A (zh) 一种直接转化合成硼皮氮芯多晶金刚石制备方法
CN109396449A (zh) 一种以Ni-Al混合粉末为原料制备Ni3Al金属间化合物粉末的方法
CN101195495A (zh) 高纯纳米氟化锂的制备方法
CN104909337B (zh) 一种偏硼酸锂掺杂氢化锂的储氢复合材料及其制备方法
CN103159171A (zh) 一种LiBH4掺杂金属硫化物的储氢复合材料及其制备方法
CN103111279A (zh) LiBH4基储氢材料的纳米硼化物催化剂及其制备、应用
CN107935598B (zh) 一种高性能的碳化硅陶瓷材料低温烧结方法
CN101134559A (zh) 一种快速、节能的Mg2NiH4氢化物的制备方法及装置
CN102328917A (zh) 硒镓铟铜薄膜太阳能电池材料的两步合成法
CN105328196B (zh) 控制氮含量的U‑Mo合金粉末制备工艺
CN110272029B (zh) 一种高纯氮化锰的制备方法
CN112960673A (zh) 原位合成法制备4h碳化硅电子材料的工艺
CN107522736A (zh) 一种磷酸三丁酯的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20190726

Assignee: Pilot film materials Co.,Ltd.

Assignor: Leading film materials (Guangdong) Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021440000141

Denomination of invention: Preparation method of selenium copper alloy

Granted publication date: 20200814

License type: Common License

Record date: 20210730

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract