كادمىي جەريانىنىڭ قەدەملىرى ۋە پارامېتىرلىرى

I. خام ماتېرىيالنى ئالدىن بىر تەرەپ قىلىش ۋە دەسلەپكى تازىلاش

1. ‌يۇقىرى ساپلىقتىكى كادمىي خام ئەشياسىنى تەييارلاش‌

• ‌كىسلاتالىق يۇيۇش‌: سانائەت دەرىجىلىك كادمىي قۇيمىلىرىنى 5%-10% لىك ئازوت كىسلاتاسى ئېرىتمىسىگە 40-60 سېلسىيە گرادۇستا 1-2 سائەت چىلاپ، يۈزەكى ئوكسىدلار ۋە مېتال ئارىلاشمىلىرىنى چىقىرىۋېتىڭ. نېيترال pH قىممىتىگە يەتكۈچە ئىئونسىزلاندۇرۇلغان سۇ بىلەن چايقىۋېتىڭ ۋە سۈمۈرگۈچ بىلەن قۇرۇتۇڭ.
• ‌گىدرومېتاللۇرگىيەلىك ئېرىتمەكادمىي تەركىبىدىكى قالدۇقلارنى (مەسىلەن، مىس-كادمىي شلاكى) 80-90 سېلسىيە گرادۇستا 4-6 سائەت سۇلفات كىسلاتاسى (%15-20 قويۇقلۇقتا) بىلەن بىر تەرەپ قىلىپ، ≥95% كادمىينى ئېرىتىپ چىقىرىش ئۈنۈمىگە ئېرىشىڭ. سۈزۈپ، سىنىك پاراشوكىنى (1.2-1.5 ھەسسىلىك ستېخىئومېتىرىيەلىك نىسبەت) قوشۇپ، گۇبكا كادمىيغا ئېرىشىڭ.

1. ‌ئېرىتىش ۋە قۇيۇش‌

• يۇقىرى ساپلىقتىكى گرافىت قالدۇقلىرىغا گۈبكە كادمىي قۇيۇپ، ئارگون ئاتموسفېراسىدا 320-350 سېلسىيە گرادۇستا ئېرىتىڭ ۋە ئاستا سوۋۇتۇش ئۈچۈن گرافىت قېلىپلىرىغا قۇيۇڭ. زىچلىقى ≥8.65 گرام/كۋادرات سانتىمېتىر كېلىدىغان قۇيۇملارنى شەكىللەندۈرۈڭ.

II. رايوننى پىششىقلاپ ئىشلەش

1. ‌ئۈسكۈنىلەر ۋە پارامېتىرلار‌

• ئېرىتمە رايونىنىڭ كەڭلىكى 5-8 مىللىمېتىر، ئۆتۈشۈش سۈرئىتى 3-5 مىللىمېتىر/سائەت ۋە 8-12 قېتىم تازىلاش ئۆتكىلىگە ئىگە گورىزونتال سۇ ئۈستى رايون ئېرىتىش ئوچاقلىرىنى ئىشلىتىڭ. تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى: 50-80°C/cm؛ ۋاكۇئۇم ≤10⁻³ Pa‌
• ‌نىجاسەتنى ئايرىش‌: تەكرارلىنىدىغان رايون قويۇق قوغۇشۇن، سىنىك ۋە باشقا ئارىلاشمىلارنى قۇيۇق قۇيرۇقىدىن ئۆتكۈزىدۇ. ئاخىرقى %15-20 ئارىلاشمىغا باي بۆلەكنى چىقىرىۋېتىپ، ئوتتۇراھال ساپلىق ≥99.999% كە يېتىدۇ.

1. ‌كۇنۇپكا كونتروللىرى‌

• ئېرىگەن رايون تېمپېراتۇرىسى: 400-450°C (كادمىينىڭ ئېرىش نۇقتىسى 321°C دىن سەل يۇقىرى)؛
• سوۋۇتۇش سۈرئىتى: تور شەكىللىك كەمتۈكلۈكلەرنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش ئۈچۈن مىنۇتىغا 0.5-1.5°C؛
• ئارگون ئېقىم سۈرئىتى: ئوكسىدلىنىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن 10-15 ل/مىنۇت

III. ئېلېكترولىتلىق پىششىقلاپ ئىشلەش

1. ‌ئېلېكترولىت فورمۇلاسى‌

• ئېلېكترولىت تەركىبى: كادمىي سۇلفات (CdSO₄، 80-120 g/L) ۋە سۇلفات كىسلاتاسى (pH 2-3)، كاتود چۆكمىسىنىڭ زىچلىقىنى ئاشۇرۇش ئۈچۈن 0.01-0.05 g/L جېلاتىن قوشۇلغان

1. ‌جەريان پارامېتىرلىرى‌

• ئانود: خام كادمىي تاختىسى؛ كاتود: تىتان تاختىسى؛
• توك زىچلىقى: 80-120 A/m²؛ باتارېيە توك بېسىمى: 2.0-2.5 V؛
• ئېلېكترولىزم تېمپېراتۇرىسى: 30-40°C؛ داۋاملىشىش ۋاقتى: 48-72 سائەت؛ كاتودنىڭ ساپلىقى ≥99.99%

IV. ۋاكۇئۇم بىلەن قايتۇرۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق دىستىللاش

1. ‌يۇقىرى تېمپېراتۇرا تۆۋەنلىتىش ۋە ئايرىش‌

• كادمىي قۇيمىلىرىنى ۋاكۇئۇم ئوچاققا سېلىڭ (بېسىم ≤10⁻² Pa)، ھىدروگېننى قايتۇرغۇچ قىلىپ قوشۇڭ ۋە كادمىي ئوكسىدلىرىنى گاز ھالىتىدىكى كادمىيغا ئايلاندۇرۇش ئۈچۈن 800-1000°C غىچە قىزىتىڭ. كوندېنساتور تېمپېراتۇرىسى: 200-250°C؛ ئاخىرقى ساپلىق ≥99.9995%

1. ‌ئارىلاشمىلارنى يوقىتىش ئۈنۈمى‌

• قالدۇق قوغۇشۇن، مىس ۋە باشقا مېتال قوشۇلمىلىرى ≤0.1 ppm؛
• ئوكسىگېن مىقدارى ≤5 ppm

V. Czochralski يەككە كىرىستال ئۆسۈشى

1. ‌ئېرىتىشنى كونترول قىلىش ۋە ئۇرۇق كىرىستاللىرىنى تەييارلاش‌

• يۇقىرى ساپلىقتىكى كادمىي قۇيمىلىرىنى يۇقىرى ساپلىقتىكى كۋارتس تىرېلكىسىغا سېلىپ، 340-360 سېلسىيە گرادۇستا ئارگون ئاستىدا ئېرىتىڭ. ئىچكى بېسىمنى يوقىتىش ئۈچۈن 800 سېلسىيە گرادۇستا ئالدىن قىزىتىلغان <100> يۆنىلىشلىك يەككە كىرىستاللىق كادمىي ئۇرۇقىنى (دىئامېتىرى 5-8 مىللىمېتىر) ئىشلىتىڭ.

1. ‌كىرىستال تارتىش پارامېتىرلىرى‌

• تارتىش سۈرئىتى: 1.0-1.5 مىللىمېتىر/مىنۇت (دەسلەپكى باسقۇچ)، 0.3-0.5 مىللىمېتىر/مىنۇت (مۇقىم ئۆسۈش ھالىتى)؛
• تىرەكنىڭ ئايلىنىشى: 5-10 ئايلىنىش/مىنۇت (قارشى ئايلىنىش)؛
• تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى: 2-5°C/mm؛ قاتتىق-سۇيۇق ماددا چېگرىسى تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشى ≤±0.5°C

1. ‌نۇقسانلارنى تۈزىتىش تېخنىكىلىرى‌

• ‌ماگنىت مەيدانى ياردىمى‌: ئېرىتمىنىڭ قالايمىقانلىشىشىنى باستۇرۇش ۋە ئارىلاشما ماددىلارنىڭ تارقىلىشىنى ئازايتىش ئۈچۈن 0.2-0.5 T ئوقلۇق ماگنىت مەيدانىنى قوللىنىڭ؛
• ‌كونترول قىلىنىدىغان سوۋۇتۇش‌: ئۆسۈشتىن كېيىنكى سوۋۇتۇش سۈرئىتى سائىتىگە 10-20 سېلسىيە گرادۇس بولۇپ، ئىسسىقلىق بېسىمى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان چىقىش نۇقسانلىرىنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرىدۇ.

VI. پىششىقلاپ ئىشلەشتىن كېيىنكى ئىشلەپچىقىرىش ۋە سۈپەت كونترولى

1. ‌كىرىستال ئىشلەش‌

• ‌كېسىشئالماس سىملىق ئاررا ئىشلىتىپ، 20-30 مېتىر/سېكۇنت سىم سۈرئىتىدە 0.5-1.0 مىللىمېتىرلىق لېنتىلارنى كېسىڭ؛
• ‌سىلىقلاش‌: ئازوت كىسلاتاسى-ئېتانول ئارىلاشمىسى (1:5 ھەجىم نىسبىتى) بىلەن خىمىيىلىك مېخانىكىلىق سىلىقلاش (CMP)، يۈزەكى پۇختىلىقى Ra ≤0.5 nm غا يېتىدۇ.

1. ‌سۈپەت ئۆلچىمى‌

• ‌پاكلىق‌: GDMS (پارقىراقلىق چىقىرىش ماسسا سپېكترومېتىرى) Fe، Cu، Pb ≤0.1 ppm نى جەزملەشتۈرىدۇ؛
• ‌قارشىلىق‌: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (ساپلىق ≥99.9999%)؛
• ‌كىرىستاللوگرافىك يۆنىلىش‌: چەتنىش <0.5°؛ چىقىش زىچلىقى ≤10³/cm²

VII. جەرياننى ئەلالاشتۇرۇش يۆنىلىشى

1. ‌نىشانلىق ئارىلاشمىلارنى يوقىتىش‌

• ئىئون ئالماشتۇرۇش قېتىشمىسىنى ئىشلىتىپ، Cu، Fe قاتارلىقلارنى تاللاپ ئادسوربسىيە قىلىڭ، كۆپ باسقۇچلۇق رايون تازىلاش بىلەن بىرلەشتۈرۈپ، 6N دەرىجىلىك ساپلىققا (99.9999%) ئېرىشىڭ.

1. ‌ئاپتوماتلاشتۇرۇش يېڭىلاشلىرى‌

• سۈنئىي ئەقىل ئالگورىزىملىرى تارتىش سۈرئىتى، تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى قاتارلىقلارنى دىنامىك تەڭشەپ، مەھسۇلات مىقدارىنى %85 تىن %93 كە ئاشۇرىدۇ؛
• تېگېلنىڭ چوڭلۇقىنى 36 دىيۇمغا كېڭەيتىپ، بىر قېتىملىق خام ئەشيانى 2800 كىلوگرامغا يەتكۈزۈشكە، ئېنېرگىيە سەرپىياتىنى 80 كىلوۋات/كىلوگرامغا چۈشۈرۈشكە بولىدۇ.

1. ‌ئىمكانىيەتلىك تەرەققىيات ۋە بايلىقنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش‌

• ئىئون ئالماشتۇرۇش ئارقىلىق كىسلاتا يۇيۇش قالدۇقلىرىنى قايتا ھاسىل قىلىش (Cd نىڭ قايتا ھاسىل بولۇش نىسبىتى ≥99.5%)؛
• چىققان گازلارنى ئاكتىپلاشتۇرۇلغان كاربون ئادسوربسىيەسى + ئىشقارلىق سۈرتۈش (Cd پارنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ≥98%) بىلەن بىر تەرەپ قىلىڭ.

خۇلاسە

كادمىي كىرىستال ئۆستۈرۈش ۋە تازىلاش جەريانى گىدرومېتاللورگىيە، يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا فىزىكىلىق تازىلاش ۋە ئېنىق كىرىستال ئۆستۈرۈش تېخنىكىلىرىنى بىرلەشتۈرىدۇ. كىسلاتا ئېرىتىش، رايون تازىلاش، ئېلېكترولىز، ۋاكۇئۇملۇق دىستىلاتسىيە ۋە چوخرالسكى ئۆستۈرۈش ئارقىلىق، ئاپتوماتلاشتۇرۇش ۋە ئېكولوگىيەلىك مۇھىتنى قوغداش ئۇسۇللىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ، 6N دەرىجىلىك ئىنتايىن يۇقىرى ساپلىقتىكى كادمىي يەككە كىرىستاللىرىنى مۇقىم ئىشلەپچىقىرىشقا شارائىت ھازىرلايدۇ. بۇلار يادرو دېتېكتورلىرى، فوتوۋولتائىك ماتېرىياللار ۋە ئىلغار يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرگە بولغان ئېھتىياجنى قاندۇرىدۇ. كەلگۈسىدىكى تەرەققىياتلار كەڭ كۆلەملىك كىرىستال ئۆستۈرۈش، نىشانلىق ئارىلاشمىلارنى ئايرىش ۋە تۆۋەن كاربون ئىشلەپچىقىرىشقا مەركەزلىشىدۇ.