第8章矽棒
第8章矽棒(第2/3頁)
跟碳準備好了嗎？」
王主任詫異的看看他，又看向張希德。
張希德道：「聽他的！」
王主任壓下心裡的好奇，答道：「都準備好了，就在這邊。」
說罷，他領著來到了車間一角，指著地上堆放的幾個麻袋，「這就是石英砂跟碳。」
徐衛國走上前，打開袋子，裡麵是細密的白色顆粒，正是石英砂。
「選礦預處理過嗎？」
「處理過，擦洗脫泥，磁選，最後浮選，這些流程都走過，純度很高的。」
「不夠。」徐衛國搖頭：「我們需要的是超高純度石英砂，必須得經過化學深度提純。」
王主任一臉懵：「化學提純該怎麽做？」
徐衛國：「先進行酸浸，把石英砂加入鹽酸丶硫酸丶氫氟酸等組成的三元混酸，在90攝氏度下反應八小時。可以有效去除氧化鉀跟氧化納。接著再放入氫氟酸跟硝酸組成的混酸中，去除三氧化二鐵。下一步是氯化焙燒，在1300攝氏度下通入氯氣或氯化氫氣體，去除鐵丶鈦。」
「這麽麻煩啊……」
「是麻煩，但也必要。……好了，時間不等人，趕緊開乾吧！」
王主任喊來幾個工人，開始按照徐衛國的指導對石英砂進行提純處理。
第一天的實驗進展倒是出乎預料的順利，到傍晚時，他們獲得了提純後的石英砂，隨後，樣品被送到實驗室進行純度檢測。
第二天早上時，結果出來了，石英砂純度超過了99.9%，倒不是說純度就這水平，而是現有的檢測手段隻能測試這麽高的純度。
這個純度已經達標，可以開始下一步了。
接下來就要將石英砂跟碳（煤焦或石油焦）放到電弧爐裡，高溫還原出矽。
這樣就得到了冶金級矽，純度大概在98%-99.5%，這個純度顯然是冇辦法做半導體材料的，還需要繼續提純。
將矽料碎成粉末，放入流化床反應器中與無水氯化氰在高溫下反應生成三氯氫矽，接著將三氯氫矽液體泵入串聯精餾塔，進行多級蒸餾，三氯氫矽的純度可以達到99.9999999%（9n）以上。
當然，以五十年代的技術是測不出這麽高精度的，都是後世測試數據。
下一步，就是西門子法的核心步驟，化學氣相沉澱。
要準備一個還原爐，將兩根高純的矽芯作為「種子」，垂直安裝並連接電極，抽真空，隨後充入高純度氫氣，矽芯通電加熱，將三氯氫矽與氫氣混合後通入還原爐，隨後發生氫還原反應跟熱分解反應，矽元素被沉積在矽芯表麵，最終形成一根多晶矽棒。
其中最核心的材料是矽芯，它本身就應該是高純度矽，也就是說，製取高純度矽的前提是以高純度矽做材料，這就成了先有雞還是先有蛋的問題
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