JPS605553B2 - Method for producing polycrystalline zinc selenide - Google Patents
Method for producing polycrystalline zinc selenideInfo
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- JPS605553B2 JPS605553B2 JP55125336A JP12533680A JPS605553B2 JP S605553 B2 JPS605553 B2 JP S605553B2 JP 55125336 A JP55125336 A JP 55125336A JP 12533680 A JP12533680 A JP 12533680A JP S605553 B2 JPS605553 B2 JP S605553B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
- C01B19/007—Tellurides or selenides of metals
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセレン化亜鉛(以下ZnSeと称す)多結晶体
を熱間静水圧プレスにより加熱圧縮し、繊密で純度の高
い欠陥の少し、多結晶体を製造する方法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a method for producing a dense and highly pure polycrystalline body with few defects by heating and compressing zinc selenide (hereinafter referred to as ZnSe) polycrystalline body using hot isostatic pressing. It is related to.
ZnSeはいわゆるローの族化合物半導体材料の1種で
あり、その良好な赤外透光性、機械的特性及び熱的特性
から近年光学部品、特に炭酸ガスレーザー用窓材などの
部品として注目されている。ZnSe is a type of so-called Rho group compound semiconductor material, and due to its good infrared transparency, mechanical properties, and thermal properties, it has recently attracted attention as a component for optical components, especially window materials for carbon dioxide lasers. There is.
この場合、素材として空孔(ボィド)及び不純物等の内
部欠陥の少ない材料の開発が望まれている。これらの欠
陥は、レーザー光吸収の原因となり、ひいてはそれが窓
材の過熱又は破壊などの劣化につながるからである。レ
ーザー窓材用ZnSeは、良好な機械的特性(強度)が
必要であり、努開性のない多結晶材が用いられる。In this case, it is desired to develop a material with fewer internal defects such as voids and impurities. These defects cause laser light absorption, which in turn leads to deterioration such as overheating or destruction of the window material. ZnSe for laser window materials must have good mechanical properties (strength), and a polycrystalline material with no hardening properties is used.
ZnSe多結晶体の製造方法としては、特にレーザー窓
材用の如く大型(直径数地以上、厚み数側以上)のもの
を得る方法として化学蒸着法(ChemicalVap
or戊ositionProcess:以下CVD法と
称す)及び粉末ホットプレス法の2種類の方法が実用化
されている。しかし、前者のCVD法によるものは純度
は良いが、大型部品を製造するのに長時間を要すること
、又時間を短くするために成長速度を早くした場合柱状
晶的結晶生長が顕著となり、空孔の存在が認められる場
合が多く、一方後者の粉末ホットプレス法によるものは
、不純物の混入が多い上に一方向のみの加圧のため圧力
の不均一を生じ、空孔が残留する問題があった。As a method for manufacturing ZnSe polycrystals, chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) is used as a method to obtain large-sized ones (more than several dimensions in diameter and more than several dimensions in thickness), especially for use in laser window materials.
Two types of methods have been put into practical use: an orientation process (hereinafter referred to as CVD method) and a powder hot press method. However, although the former CVD method has good purity, it takes a long time to manufacture large parts, and when the growth rate is increased to shorten the time, columnar crystal growth becomes noticeable and voids are produced. In many cases, the presence of pores is observed, whereas in the latter method, which uses powder hot pressing, there is a problem that not only is there a large amount of impurities mixed in, but pressure is applied only in one direction, resulting in uneven pressure, and pores remain. there were.
本発明はこれらの問題を解決するために熱間静水圧プレ
ス(HotlsostaticPress以下HIP法
と称す)を用いて、超高圧により上記多結晶体の空孔を
つぶし高密度化する方法に関し、特にその被加工体の密
閉方法に改善を加え高純度のZnSe多結晶体を提供せ
んとするものである。In order to solve these problems, the present invention relates to a method of crushing the pores of the polycrystalline body and densifying it using ultra-high pressure using a hot isostatic press (hereinafter referred to as HIP method), and particularly relates to a method of densifying the polycrystalline body by crushing the pores of the polycrystalline body under ultra-high pressure. The present invention aims to improve the method of sealing a processed body and provide a high-purity ZnSe polycrystal.
HIP法は、高温高圧ガスの雰囲気下で、種々の材料の
高密度圧縮加工処理する方法として公知である。The HIP method is known as a method for high-density compression processing of various materials in a high-temperature, high-pressure gas atmosphere.
この方法は高温と等方的な加圧力を同時に加えることが
できるため、従来主として金属系材料で粉末材料の加圧
榛結、鋳造品、暁結品の内部欠陥の除去に利用されてい
る。このHIP法をZnSe多結晶体に応用する場合問
題になるのは、密閉容器(カプセル)への封入方法であ
る。ZnSe多結晶体をHIP処理する場合圧力媒体(
Arガス等)からの不純物汚染を防止し、又有毒成分の
昇華による飛散を防ぐ為にカプセルに真空封入して、H
把するのが適当である。しかし一般式に用いられるNi
、Mo、ステンレス、Pt等の金属製カプセルでは、い
ずれもZnSeと反応するため使用できないので、反応
性の少ないガラス質のカプセルが適当である。第1図に
ガラスカプセルへの封入からHIP迄の工程を順に示す
。イはガラスカプセル1に被加工体(ZnSe)2を装
入後の状態で、口は真空封入後の状態ハはHIP加工後
の状態でガラスカプセルとZnSeが密着している様子
を示す。このガラスカプセルは、ZnSeのHIP温度
(900〜120000)において適度に軟化し変形能
を有する必要があり、パィレックスガラスが軟化点、入
手のし易さ、加工性の点で最も望ましい材料である。し
かし、このパィレックスガラスは通常B03Na20等
の成分を多く含有するため「 これらの不純物がZnS
eを汚染する問題があった。Since this method can apply high temperature and isotropic pressure at the same time, it has conventionally been used mainly for pressurization of metal-based materials and for removing internal defects in cast products and solidified products. When this HIP method is applied to ZnSe polycrystals, the problem is how to encapsulate them into a closed container (capsule). When performing HIP treatment on ZnSe polycrystals, a pressure medium (
H
It is appropriate to understand. However, Ni used in the general formula
Capsules made of metals such as , Mo, stainless steel, and Pt cannot be used because they all react with ZnSe. Therefore, glass capsules with less reactivity are suitable. FIG. 1 shows the steps from encapsulation into a glass capsule to HIP. A shows the state after the workpiece (ZnSe) 2 is charged into the glass capsule 1, the mouth shows the state after vacuum sealing, and C shows the state after HIP processing, with the glass capsule and ZnSe in close contact. This glass capsule must be moderately softened and deformable at the HIP temperature of ZnSe (900-120,000), and Pyrex glass is the most desirable material in terms of softening point, ease of availability, and processability. . However, since this Pyrex glass usually contains a large amount of components such as B03Na20, "these impurities are
There was a problem of contamination of e.
第1表にパィレックスガラスの組成を示す。第1表
これらの不純物がHm後第1図ハの如くカプセルとZn
Seとの直接接触により、ZnSe中に拡散し、不純物
汚染を起こし、透光性の低下の原因となるものである。Table 1 shows the composition of Pyrex glass. Table 1 These impurities are removed from the capsule and Zn as shown in Figure 1 after Hm.
Due to direct contact with Se, it diffuses into ZnSe, causing impurity contamination and causing a decrease in light transmittance.
本発明は、上述の問題点を解決するもので、ガラスカプ
セル利用によるZnSe多結晶体のHIPにおいて、カ
プセル内面にカーボン被膜を形成することにより、カプ
セルからの不純物汚染を低減する方法を提供するもので
ある。以下本発明の内容を図面を用いて実施例により説
明する。The present invention solves the above problems and provides a method for reducing impurity contamination from the capsule by forming a carbon film on the inner surface of the capsule in HIP of ZnSe polycrystal using a glass capsule. It is. The contents of the present invention will be explained below with reference to the drawings and examples.
第2図は本発明の実施例における真空密封後のカプセル
の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a capsule after vacuum sealing in an embodiment of the present invention.
図において2はZnSe多結晶体で、カプセルーの内面
には点線で示すカーボン被膜層3を形成してある。第3
図は本発明の実施例における、ガラスカプセルへのカー
ボン被膜層の形成方法を示す一例である。図において6
はA州2等の不活性ガスで、キャリャーガスとして用い
る。7はバブラ−で有機溶剤(アセトン、アルコール、
ベンゼン等)8を蒸発させ、キャリアーガスと共に5の
カプセル中に供給する。In the figure, 2 is a ZnSe polycrystal, and a carbon coating layer 3 shown by a dotted line is formed on the inner surface of the capsule. Third
The figure is an example showing a method of forming a carbon coating layer on a glass capsule in an embodiment of the present invention. In the figure 6
is an A-state 2 grade inert gas and is used as a carrier gas. 7 is a bubbler that uses organic solvents (acetone, alcohol,
Benzene, etc.) 8 is evaporated and fed into the capsule of 5 together with a carrier gas.
カプセル4は電気炉にて700〜900午C程度に加熱
され、カプセル内で熱分解反応が起る。未反応のガス及
びキャリアガスは9のトラツプを通じ、10へ排気する
。この様にして得られたカーボン被膜層は高純度で繊密
であり、HIP加工時のガラスカプセルから侵入する不
純物を防止する効果のあることを見出した。カーボン自
体はZnSe及びガラスカプセルと非反応性であり、不
純物汚染の原因とはならない。又、厚さが1仏〜数1岬
であり薄いために、HIP加工時のカプセルの変形に伴
い、十分に対応して変形するためHIP圧力が被加工体
であるZnSeに有効に伝達される。また、コーティン
グしたカプセル内に、ZnSe多結晶体を封入するに際
し、カプセルとZnSe多結晶体の間隙に、ZnSe及
びカプセルと反応性の小さい物質(例えはSi02粉末
AI203粉末カーボン粉末等)を介在させて不純物防
止効果を一層高めても良いo又、ガラスカプセルの材質
としては、パィレツクスガラスの他にB203成分の少
ないアルミナシリケートガラスを用いてもよい。The capsule 4 is heated to about 700 to 900 pm in an electric furnace, and a thermal decomposition reaction occurs within the capsule. Unreacted gas and carrier gas are exhausted to 10 through trap 9. It has been found that the carbon coating layer obtained in this manner is highly pure and delicate, and has the effect of preventing impurities from entering through the glass capsule during HIP processing. Carbon itself is non-reactive with ZnSe and glass capsules and does not cause impurity contamination. In addition, since it is thin and has a thickness of 1 French to several 1 cape, it deforms sufficiently in response to the deformation of the capsule during HIP processing, so the HIP pressure is effectively transmitted to the ZnSe workpiece. . Furthermore, when enclosing the ZnSe polycrystal in the coated capsule, a substance having low reactivity with ZnSe and the capsule (for example, Si02 powder, AI203 powder, carbon powder, etc.) is interposed in the gap between the capsule and the ZnSe polycrystal. In addition, as the material for the glass capsule, alumina silicate glass with a low B203 component may be used in addition to Pyrex glass.
実施例 1
内径25帆、高さ5仇咳の試料装入部を有するパィレッ
クスガラスカプセルの内面に、アセトン蒸気を、Arガ
スをキャリアガスとして、25cc/min供給しつつ
、700ooにて1時間加熱し、カーボンコート層を形
成した。Example 1 Acetone vapor was supplied at 25 cc/min with Ar gas as a carrier gas to the inner surface of a Pyrex glass capsule having a sample loading section with an inner diameter of 25 mm and a height of 5 mm at 700 mm for 1 hour. It was heated to form a carbon coat layer.
このカプセルに、空孔を有する、密度比99.6%のC
VD法によるZ鷹e多結晶体を装入し、900qoにて
1時間加熱真空引きした後、真空封入した。This capsule has pores and has a density ratio of 99.6%.
A Ztaka e polycrystal obtained by the VD method was charged, heated at 900 qo for 1 hour, and then vacuum-sealed.
同様にカーボンコード層なしのカプセルにも、真空封入
し、比較用試料とした。これらのカプセルを1000℃
、100び気圧にて1時間のHIP力ロ工を行なった。Similarly, a capsule without a carbon cord layer was also vacuum-sealed and used as a comparison sample. These capsules are heated to 1000℃
, HIP work was carried out for 1 hour at 100 atmospheric pressure.
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び質量分析
計による代表的な不純物元素の分析結果を第2表に示す
。第2表
(単位 ppm)
実施例 2
内径15肋、高さ40側の試料装入部を有するアルミナ
シリケートガラスカプセルの内面にエチルアルコール蒸
気を、N2ガスをキャリアガスとして50cc/min
供給しつつ、800℃にて2時間加熱し、カーボンコー
ト層を成形した。Table 2 shows the specific gravity (density ratio) of the sample before processing and after processing and the analysis results of typical impurity elements using a mass spectrometer. Table 2 (unit: ppm) Example 2 Ethyl alcohol vapor was applied to the inner surface of an alumina-silicate glass capsule having a sample charging part on the side with an inner diameter of 15 ribs and a height of 40 mm, and N2 gas was used as a carrier gas at 50 cc/min.
While supplying the mixture, it was heated at 800° C. for 2 hours to form a carbon coat layer.
このカプセルに、空孔を有する、密度比99.2%のホ
ットプレス法によるZnSe多結晶体を袋入し、920
q0にて1.虫時間、加熱真空引きした後、真空封入し
た。A hot-pressed ZnSe polycrystal with pores and a density ratio of 99.2% was placed in this capsule.
1 at q0. After heating and vacuuming for an hour, it was sealed in a vacuum.
同様に、カーボンコート層なしのカプセルにも真空封入
し、比較用試料とした。これらのカプセルを1100q
o、150ぴ気圧にて2時間のHIP加工を行なった。
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び質量分析
計による代表的な不純物元素の分析結果を第3表示す。
第3表
(単位 m)
実施例 3
内径25肋、高さ5仇蚊の試料菱入部を有するパィレッ
クスガラスカプセルの内面に、アセトン蒸気を、N2ガ
スをキャリアガスとして、30cc′min供給しつつ
、750ooにて1時間加熱し、カーボンコート層を形
成した。Similarly, a capsule without a carbon coat layer was also vacuum-sealed and used as a comparison sample. 1100q of these capsules
o, HIP processing was performed for 2 hours at 150 pressure.
The specific gravity (density ratio) of the sample before processing and after processing and the analysis results of typical impurity elements by the mass spectrometer are displayed in a third display.
Table 3 (unit: m) Example 3 While supplying 30 cc'min of acetone vapor with N2 gas as a carrier gas to the inner surface of a Pyrex glass capsule having an inner diameter of 25 ribs and a mosquito sample cutout of 5 mm in height. , 750 oo for 1 hour to form a carbon coat layer.
このカプセルに、空孔を有する、密度比80%のZnS
e粉末成型体を装入し、900qoにて1時間、加熱真
空引きした後、真空封入した。This capsule contains ZnS with a density ratio of 80% and has holes.
e The powder molded body was charged, heated and evacuated at 900 qo for 1 hour, and then vacuum sealed.
同様に、カーボンコート層なしのカプセルにも、真空封
入し、比較用試料とした。このカプセルを1200午0
、200館気圧にて3時間の町P加工を行った。Similarly, a capsule without a carbon coat layer was also vacuum-sealed and used as a comparison sample. This capsule at 1200 pm
, machi P processing was performed for 3 hours at 200 atmospheric pressure.
加工前及び加工後の試料の比重(密度比)及び、質量分
析計による代表的な不純物元素の分析結果を第4表に示
す。第4表
(単位ppm)
以上述べたように、本発明は、ZnSe多結晶体をHI
P刀0工することにより、内部欠陥を除去する方法にお
いて、カプセル内面に、有機溶剤の熱分解方法により、
カーボン被膜を形成させるため、ガラスカプセルからの
不純物汚染を低減できる利点がある。Table 4 shows the specific gravity (density ratio) of the sample before processing and after processing, and the analysis results of typical impurity elements using a mass spectrometer. Table 4 (unit: ppm) As described above, the present invention provides a method for converting ZnSe polycrystals into HI
In the method of removing internal defects by P treatment, the inner surface of the capsule is heated by thermal decomposition of an organic solvent.
Since a carbon film is formed, there is an advantage that impurity contamination from the glass capsule can be reduced.
第1図イ,口,ハは、ガラスカプセルへの封入から印P
工程迄のカプセル形状を順に示す。
第2図は、本発明の実施例における、密封後のカプセル
構造の例を示す縦断面図である。1:カプセル、2:被
加工体(ZnSe多結晶体)、3:カーボンコート層。
第3図は、本発明の実施例における、カプセル内面への
カーボンコート方法を示す図である。
4:電気炉、5:カプセル、6:キャリアガス(Ar)
、7:バブラー、8:有機溶剤、9:トラツプ、10:
排気。
オー図
才2図
力3図Figure 1 A, mouth, and C are from sealing in the glass capsule to the mark P.
The capsule shapes up to the process are shown in order. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a sealed capsule structure in an embodiment of the present invention. 1: Capsule, 2: Workpiece (ZnSe polycrystal), 3: Carbon coat layer. FIG. 3 is a diagram showing a method of carbon coating the inner surface of a capsule in an embodiment of the present invention. 4: Electric furnace, 5: Capsule, 6: Carrier gas (Ar)
, 7: Bubbler, 8: Organic solvent, 9: Trap, 10:
exhaust. Oh figure 2 figure power 3 figure
Claims (1)
圧縮し、内部欠陥を除去する方法において、上記多結晶
体を封入する密閉容器としてガラスカプセルを用い、こ
の内面にアセトン、エチルアルコール、等の有機溶剤の
熱分解法により、カーボン被膜を予め形成したのち上記
多結晶体を封入して加熱圧縮することを特徴とするセレ
ン化亜鉛多結晶体の製造方法。1. In a method of heating and compressing zinc selenide polycrystals using hot isostatic pressing to remove internal defects, a glass capsule is used as a sealed container to enclose the polycrystalline body, and the inner surface of the capsule is coated with acetone, ethyl alcohol, etc. 1. A method for producing polycrystalline zinc selenide, which comprises forming a carbon film in advance by a thermal decomposition method using an organic solvent, and then enclosing the polycrystal and heating and compressing it.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55125336A JPS605553B2 (en) | 1980-09-11 | 1980-09-11 | Method for producing polycrystalline zinc selenide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55125336A JPS605553B2 (en) | 1980-09-11 | 1980-09-11 | Method for producing polycrystalline zinc selenide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5751103A JPS5751103A (en) | 1982-03-25 |
JPS605553B2 true JPS605553B2 (en) | 1985-02-12 |
Family
ID=14907583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55125336A Expired JPS605553B2 (en) | 1980-09-11 | 1980-09-11 | Method for producing polycrystalline zinc selenide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS605553B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6011293A (en) * | 1983-06-29 | 1985-01-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of znse single crystal |
JPH01226747A (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Tosoh Corp | Production of high-purity translucent quartz glass |
-
1980
- 1980-09-11 JP JP55125336A patent/JPS605553B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5751103A (en) | 1982-03-25 |
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