Njira ndi magawo a Cadmium

I. Kukonza Zinthu Zopangira Patsogolo ndi Kuyeretsa Koyamba

1. ‌Kukonzekera Chakudya cha Cadmium Choyera Kwambiri‌

• ‌Kutsuka ndi Asidi‌: Imwani ma ingot a cadmium a mafakitale mu yankho la 5%-10% la nitric acid pa 40-60°C kwa maola 1-2 kuti muchotse ma oxide pamwamba ndi zonyansa zachitsulo. Tsukani ndi madzi opanda ayoni mpaka pH yosasunthika ndikuwumitsa.
• ‌Kutulutsa kwa Hydrometallurgical‌: Thirani zinyalala zokhala ndi cadmium (monga, slag ya mkuwa-cadmium) ndi sulfuric acid (kuchuluka kwa 15-20%) pa 80-90°C kwa maola 4-6, kuti mupeze mphamvu yotulutsa cadmium ≥95%. Sefani ndi kuwonjezera ufa wa zinc (kuchulukitsa nthawi 1.2-1.5 kuchulukitsa chiŵerengero cha stoichiometric) kuti musunthire kuti mupeze siponji cadmium‌

1. ‌Kusungunula ndi Kutaya‌

• Ikani cadmium ya siponji m'ma graphite oyeretsedwa kwambiri, sungunulani pansi pa mpweya wa argon pa 320-350°C, ndikutsanulira mu graphite molds kuti muziziritse pang'onopang'ono. Pangani ma ingot okhala ndi kuchuluka kwa ≥8.65 g/cm³

II. Kuyeretsa Malo

1. ‌Zipangizo ndi Ma Parameters‌

• Gwiritsani ntchito uvuni woyandama wozungulira wokhala ndi mulifupi wa 5-8 mm, liwiro loyenda la 3-5 mm/h, ndi maulendo 8-12 oyeretsera. Kuchuluka kwa kutentha: 50-80°C/cm; vacuum ≤10⁻³ Pa‌
• ‌Kusiyanitsa Zonyansa‌: Malo obwerezabwereza amadutsa lead, zinc, ndi zinyalala zina pamchira wa ingot. Chotsani gawo lomaliza la 15-20% lodzaza ndi zinyalala, kuti mupeze chiyero chapakati ≥99.999%

1. ‌Zowongolera Makiyi‌

• Kutentha kwa malo osungunuka: 400-450°C (kuposa pang'ono malo osungunuka a cadmium a 321°C);
• Kuzizira kwa mpweya: 0.5-1.5°C/mphindi kuti muchepetse zolakwika za lattice;
• Kuchuluka kwa madzi a Argon: 10-15 L/mphindi kuti apewe okosijeni

III. Kuyeretsa kwa Electrolytic

1. ‌Kupanga kwa Electrolyte‌

• Kapangidwe ka electrolyte: Cadmium sulfate (CdSO₄, 80-120 g/L) ndi sulfuric acid (pH 2-3), ndi gelatin ya 0.01-0.05 g/L yowonjezeredwa kuti iwonjezere kuchuluka kwa cathode deposit‌

1. ‌Magawo a Njira‌

• Anode: Mbale ya cadmium yopanda kanthu; Cathode: Mbale ya titaniyamu;
• Kuchuluka kwa magetsi: 80-120 A/m²; Voliyumu ya selo: 2.0-2.5 V;
• Kutentha kwa electrolysis: 30-40°C; Kutalika: maola 48-72; Kuyera kwa Cathode ≥99.99%

IV. Kusungunuka kwa Vacuum Reduction

1. ‌Kuchepetsa Kutentha Kwambiri ndi Kulekanitsa‌

• Ikani ma ingot a cadmium mu uvuni wa vacuum (kupanikizika ≤10⁻² Pa), onjezerani haidrojeni ngati chochepetsera kutentha, ndikutenthetsa mpaka 800-1000°C kuti muchepetse ma oxide a cadmium kukhala gaseous cadmium. Kutentha kwa Condenser: 200-250°C; Kuyera komaliza ≥99.9995%

1. ‌Kuchotsa Zodetsa Bwino‌

• Zotsalira za lead, mkuwa, ndi zina zodetsedwa zachitsulo ≤0.1 ppm;
• Kuchuluka kwa okosijeni ≤5 ppm

Kukula kwa Makristalo Amodzi a V. Czochralski

1. ‌Kuchepetsa Kusungunuka ndi Kukonzekera kwa Makristalo a Mbeu‌

• Ikani ma ingot a cadmium oyeretsedwa kwambiri m'ma crucibles a quartz oyeretsedwa kwambiri, sungunulani pansi pa argon pa 340-360°C. Gwiritsani ntchito mbewu za cadmium zokhazikika pa <100> (m'mimba mwake 5-8 mm), zophimbidwa kale pa 800°C kuti muchepetse kupsinjika kwamkati.

1. ‌Magawo Okoka Makristalo‌

• Liwiro lokoka: 1.0-1.5 mm/mphindi (gawo loyamba), 0.3-0.5 mm/mphindi (kukula kokhazikika);
• Kuzungulira kwa Crucible: 5-10 rpm (kuzungulira kotsutsana);
• Kusintha kwa kutentha: 2-5°C/mm; Kusintha kwa kutentha kwa mawonekedwe olimba ndi amadzimadzi ≤±0.5°C

1. ‌Njira Zabwino Zochepetsera Zilema‌

• ‌Thandizo la Magnetic FieldIkani mphamvu ya maginito ya 0.2-0.5 T axial kuti muchepetse kugwedezeka kwa kusungunuka ndikuchepetsa kuipitsidwa;
• ‌Kuziziritsa KolamulidwaKuzizira kwa 10-20°C/h pambuyo pa kukula kumachepetsa zolakwika zotuluka zomwe zimachitika chifukwa cha kutentha.

VI. Kukonza Pambuyo pa Ntchito ndi Kuwongolera Ubwino

1. ‌Kupanga Machining a Crystal‌

• ‌KudulaGwiritsani ntchito macheka a waya wa diamondi kudula zidutswa za ma wafer a 0.5-1.0 mm pa liwiro la waya la 20-30 m/s;
• ‌Kupukuta‌: Kupukuta kwa makina a mankhwala (CMP) ndi chisakanizo cha nitric acid-ethanol (1:5 vol. ratio), zomwe zimapangitsa kuti pamwamba pakhale roughness ya Ra ≤0.5 nm.

1. ‌Miyezo Yabwino‌

• ‌ChiyeroGDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) imatsimikizira Fe, Cu, Pb ≤0.1 ppm;
• ‌Kusakhazikika‌: ≤5×10⁻⁸ Ω·m (kuyera ≥99.9999%);
• ‌Kuyang'ana kwa CrystallographicKupatuka <0.5°; Kuchuluka kwa kusokonekera kwa malo ≤10³/cm²

VII. Malangizo Okonza Njira

1. ‌Kuchotsa Zonyansa Zolinga‌

• Gwiritsani ntchito ma resini osinthira ma ion kuti muzitha kusakaniza Cu, Fe, ndi zina zotero, kuphatikiza ndi kuyeretsa malo ambiri kuti mupeze chiyero cha 6N (99.9999%)

1. ‌Kukweza Makina Odzichitira Pawokha‌

• Ma algorithm a AI amasintha liwiro lokoka, kusintha kwa kutentha, ndi zina zotero, zomwe zimawonjezera phindu kuchokera pa 85% mpaka 93%;
• Kwezani kukula kwa chofufumitsacho kufika mainchesi 36, zomwe zimathandiza kuti chakudya cha gulu limodzi chikhale cha 2800 kg, kuchepetsa kugwiritsa ntchito mphamvu kufika pa 80 kWh/kg

1. ‌Kukhazikika ndi Kubwezeretsa Zinthu‌

• Kubwezeretsa zinyalala zotsukira asidi pogwiritsa ntchito kusinthana kwa ayoni (kubwezeretsa kwa Cd ≥99.5%);
• Thirani mpweya wotulutsa utsi pogwiritsa ntchito activated carbon adsorption + alkaline scrubbing (Cd vapor recovery ≥98%)‌

Chidule

Njira yokulira ndi kuyeretsa makristalo a cadmium imaphatikiza hydrometallurgy, kuyeretsa thupi kotentha kwambiri, ndi ukadaulo wolondola wa kukula kwa makristalo. Kudzera mu kuyeretsa kwa acid, kukonza malo, electrolysis, kusungunuka kwa vacuum, ndi kukula kwa Czochralski—kuphatikiza ndi automation ndi machitidwe ochezeka ndi zachilengedwe—zimalola kupanga kokhazikika kwa makristalo amodzi a cadmium a 6N-grade ultra-high-purity. Izi zimakwaniritsa zosowa za zida zowunikira nyukiliya, zida za photovoltaic, ndi zida zapamwamba za semiconductor. Kupita patsogolo kwamtsogolo kudzayang'ana kwambiri kukula kwa makristalo akuluakulu, kulekanitsa zodetsa, ndi kupanga mpweya wotsika.