一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置，包括用于實現(xiàn)將反應原料在霧化狀態(tài)下反應的加熱反應室；反應室上部分別與碲加料爐和鎘加料爐連接；反應室下部的出料口與收集器連接；反應室的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；碲加料爐設(shè)置有碲加料容器；碲加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有碲霧化器；碲加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；鎘加料爐設(shè)置有鎘加料容器；鎘加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有鎘霧化器；鎘加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。本實用新型提供的技術(shù)方案，通過使霧化后的碲與鎘做回旋運動，在延長反應時間的同時，能夠使碲與鎘充分混合、反應，得到高純的碲化鎘合金粉末。
【專利說明】 一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本領(lǐng)域?qū)儆诨ぁ炯夹g(shù)領(lǐng)域】，涉及一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]碲化鎘是由碲元素和鎘元素組成的晶體化合物，其禁帶寬度一般為1.45eV，是理想的光電轉(zhuǎn)換材料，可以用于光譜分析、CO2激光器的Q調(diào)制，也可以用于制作太陽能電池、紅外調(diào)制器、HgxCdhTe襯底、紅外窗場致發(fā)光器件、光電池、紅外探測、X射線探測器、核放射性探測器、接近可見光區(qū)的發(fā)光器件等。多晶碲化鎘合金粉是制備太陽能電池碲化鎘薄膜的關(guān)鍵核心材料。
[0003]目前國內(nèi)主要用固體粉末或顆粒高溫合成碲化鎘，要先將每份碲料和鎘料交替加入石英管，裝料后脫氧并用封泡進行燒結(jié)封管，緩慢進行高溫高壓的合成反應。其優(yōu)點是:過程產(chǎn)生的蒸汽壓和熱量不是很大，實驗設(shè)備和操作較簡單。不足之處在于:合成過程需要裝料封管，破管取料，不能實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，產(chǎn)量不高且反應周期長；另外制備的碲化鎘易結(jié)塊，需研磨加工成粉末，此過程又易引入雜質(zhì)等，導致產(chǎn)物純度不高。
[0004]一種可行的方式是將碲化鎘反應裝置設(shè)置成Y形，看上去能夠連續(xù)化生產(chǎn)的問題，但是，這種結(jié)構(gòu)，由于反應周期難以控制，不僅反應效率低，而且碲化鎘的成品質(zhì)量不高，難以用于工業(yè)化生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠用于工業(yè)化生產(chǎn)的實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:提供一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置，其特征在于，包括用于實現(xiàn)將反應原料在霧化狀態(tài)下反應的加熱反應室；所述反應室上部分別與碲加料爐和鎘加料爐連接；所述反應室下部的出料口與收集器連接；所述反應室的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述碲加料爐設(shè)置有碲加料容器；所述碲加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有碲霧化器；所述碲加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述鎘加料爐設(shè)置有鎘加料容器；所述鎘加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有鎘霧化器；所述鎘加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述反應室截面為錐形；所述反應室內(nèi)中心位置設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；所述反應室安裝在反應爐外殼內(nèi)；所述反應室上部還設(shè)置有氣體入口。
[0007]在優(yōu)選的實施方式一中，所述碲加料容器與反應室連接的管道以及鎘加料容器與反應室連接的管道上分別設(shè)置有氣體入口 ；所述碲加料容器與反應室連接的管道以及鎘加料容器與反應室連接的管道外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。
[0008]在優(yōu)選的實施方式二中，所述反應室下部的出料口與收集器連接的管道上設(shè)置有過濾器；所述反應室下部的出料口與收集器連接的管道外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。
[0009]本實用新型提供的碲化鎘合成技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0010]1、通過使霧化后的碲與鎘做回旋運動，在延長反應時間的同時，能夠使碲與鎘充分混合、反應，得到高純的締化鎘合金粉末；
[0011]2、通入的氬氣，能夠增大碲與鎘的接觸機會，提高反應效率；
[0012]3、能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)上的連續(xù)性生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并構(gòu)成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0014]圖1示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置的主視圖；
[0015]圖2示意性地示出了圖1沿A-A線的剖視圖。
[0016]在這些附圖中，使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分。
【具體實施方式】
[0017]為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本申請作進一步地詳細說明。
[0018]在以下描述中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的實施例或示例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度，但并非每個實施例或示例都必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度。另外，重復使用短語“根據(jù)本申請的一個實施例”雖然有可能是指代相同實施例，但并非必然指代相同的實施例。
[0019]為簡單起見，以下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。
[0020]本實用新型公開了 一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置。
[0021]圖1示意性地示出了根據(jù)本申請的一個實施例的實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置的主視圖；圖2示意性地示出了圖1沿A-A線的剖視圖。
[0022]根據(jù)本申請的一個實施例，上述實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置包括用于實現(xiàn)將反應原料在霧化狀態(tài)下反應的加熱反應室5。反應室5上部分別與碲加料爐I和鎘加料爐3連接。反應室5下部的出料口與收集器8連接。反應室5的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置51，用于對反應室5內(nèi)的原料進行加熱。碲加料爐I設(shè)置有碲加料容器11。碲加料容器11與反應室5連接的管道上設(shè)置有碲霧化器13，用于獲得霧化的碲。碲加料容器I的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置，用于將固態(tài)的原料碲熔化。鎘加料爐3設(shè)置有鎘加料容器31。鎘加料容器31與反應室5連接的管道上設(shè)置有鎘霧化器33，用于獲得霧化的鎘。鎘加料容器31的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置，用于將固態(tài)的原料碲熔化。
[0023]根據(jù)本申請的一個實施例，反應室5截面可以為錐形；反應室5可以是圓錐結(jié)構(gòu)、圓臺結(jié)構(gòu)、棱錐結(jié)構(gòu)或者棱臺結(jié)構(gòu)等，主要是有一個可以斜著向下滑動的斜面，便于反應后得到的碲化鎘粉末滑落到底部。
[0024]根據(jù)本申請的一個實施例，反應室5內(nèi)中心位置可以設(shè)置有轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸在電機帶動下旋轉(zhuǎn)，從而帶動霧化后的碲、鎘沿著反應室5的內(nèi)壁做回轉(zhuǎn)運動。
[0025]根據(jù)本申請的一個實施例，反應室5上部可以進一步設(shè)置有氣體入口 2，用于通入氬氣，通入的氬氣在轉(zhuǎn)軸的帶動下，也做回旋運動，提高原料碲與鎘的反應效率。
[0026]根據(jù)本申請的一個實施例，反應室5可以安裝在反應爐外殼4內(nèi)。[0027]根據(jù)本申請的一個實施例，碲加料容器11與反應室5連接的管道以及鎘加料容器31與反應室5連接的管道上分別設(shè)置有氣體入口，用于加入對碲或鎘霧化所需的氣體，如氬氣；碲加料容器11與反應室5連接的管道以及鎘加料容器31與反應室5連接的管道外側(cè)設(shè)置有加熱裝置，用于保持碲和鎘處于熔化狀態(tài)。
[0028]根據(jù)本申請的一個實施例，反應室5下部的出料口與收集器8連接的管道6上設(shè)置有過濾器7，用于過濾掉尾氣中的未反應的碲與鎘后進行回收處理；反應室5下部的出料口與收集器8連接的管道6外側(cè)部分設(shè)置有加熱裝置61，用于保證碲與鎘反應完全。
[0029]根據(jù)本申請的一個實施例，該實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置可以設(shè)置有至少一個碲加料爐I和鎘加料爐3，如可以沿著反應爐外殼外周設(shè)置一個碲加料爐1、一個個鎘加料爐3和兩個氣體入口 2，它們沿反應爐外殼4均勻分布。
[0030]下面結(jié)合本申請給出的裝置的實施例詳細分析下碲化鎘合成方法，具體包括以下步驟:
[0031]步驟a、原料加工，分別將原料碲和鎘加熱、熔化，得到液態(tài)的碲和鎘。
[0032]根據(jù)本申請的一個實施例，可以利用碲加料爐I和鎘加料爐3將原料碲和鎘可以分別加熱到450°C和320°C熔化，得到液態(tài)的碲和鎘。
[0033]根據(jù)本申請的一個實施例，可以先將原料碲和鎘加工成顆粒狀，再將加工后的原料碲和鎘加熱、熔化，這樣可以縮短熔化時間，提高能源利用率，達到節(jié)能的目的。
[0034]步驟b、原料反應,液態(tài)的締和鎘經(jīng)霧化后進入抽真空后的反應室5反應得到締化鎘粉末；并同時向反應室5內(nèi)通氬氣。
[0035]根據(jù)本申請的一個實施例，可以利用碲霧化器13和鎘霧化器33加入氬氣將液態(tài)的碲和鎘霧化?？梢钥刂萍尤氲臍鍤獾膹姸仍?.5MPa。
[0036]根據(jù)本申請的一個實施例，在反應前，反應室5內(nèi)的真空度可以保持在l*10_3Pa以下。
[0037]根據(jù)本申請的一個實施例，反應過程中，可以保證反應室5的溫度在800°C。
[0038]根據(jù)本申請的一個實施例，通過氣體入口 2進入的氬氣的壓力可以保持在1.5MPa0
[0039]步驟C，收集碲化鎘粉末，從反應室5下端出料口得到的碲化鎘粉末通過收集器8收集。
[0040]根據(jù)本申請的一個實施例，可以將反應室5下部的出料口與收集器8連接的管道的溫度控制在1150°C，以保證碲與鎘充分反應。
[0041]根據(jù)本申請的一個實施例，上述技術(shù)方案中，采用氬氣來實現(xiàn)對碲和鎘的霧化；事實上，與碲和鎘不反應的任何一種氣體都可以實現(xiàn)上述功能，都可以作為氬氣的替代品，特別的惰性氣體氦氣、氖氣、氪氣和氙氣等，均可實現(xiàn)上述功能。另外，從第一種實現(xiàn)裝置的氣體通道10進入的氣體也不限于氬氣，可以是能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整反應室5內(nèi)的碲與鎘反應時間的、且不與碲、鎘反應的任何一種氣體，優(yōu)選的為惰性氣體，包括氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣。
[0042]以上所述僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置，其特征在于，包括用于實現(xiàn)將反應原料在霧化狀態(tài)下反應的加熱反應室；所述反應室上部分別與碲加料爐和鎘加料爐連接；所述反應室下部的出料口與收集器連接；所述反應室的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述碲加料爐設(shè)置有碲加料容器；所述碲加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有碲霧化器；所述碲加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述鎘加料爐設(shè)置有鎘加料容器；所述鎘加料容器與反應室連接的管道上設(shè)置有鎘霧化器；所述鎘加料容器的外側(cè)設(shè)置有加熱裝置；所述反應室截面為錐形；所述反應室內(nèi)中心位置設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；所述反應室安裝在反應爐外殼內(nèi)；所述反應室上部還設(shè)置有氣體入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置，其特征在于，所述碲加料容器與反應室連接的管道以及鎘加料容器與反應室連接的管道上分別設(shè)置有氣體入口 ；所述碲加料容器與反應室連接的管道以及鎘加料容器與反應室連接的管道外側(cè)設(shè)置有加熱 裝直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的碲化鎘合成裝置，其特征在于，所述反應室下部的出料口與收集器連接的管道上設(shè)置有過濾器；所述反應室下部的出料口與收集器連接的管道外側(cè)設(shè)置有加熱裝置。
【文檔編號】C01B19/04GK203529934SQ201320650217
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】談遜 申請人:談遜