一种铟铸型的铸造方法技术

本发明专利技术涉及高纯金属材料领域，具体是一种铟铸型的铸造方法，尤其是涉及7N及以上纯度的超高纯铟铸型的铸造。本发明专利技术提供了一种铟铸型的铸造方法，包括以下步骤：在除水除氧氛围中，将温度为180℃～220℃的铟熔体浇铸到温度为50℃～60℃的模具中，得到铟铸型。本发明专利技术提供的方法能够得到表面无褶皱、中心无缩孔且含氧量低的铟铸型。实验表明，本发明专利技术按照所述方法成功浇铸得到表面光亮呈镜面无褶皱、中心无缩孔的铟铸型，其含氧量约为65ppb～82ppb，远低于原料的含氧量，其它杂质含量也没有升高，符合MBE源超高纯铟使用要求。合MBE源超高纯铟使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种铟铸型的铸造方法


[0001]本专利技术涉及高纯金属材料领域，具体是一种铟铸型的铸造方法，尤其是涉及7N及以上纯度的超高纯铟铸型的铸造。

技术介绍

[0002]高纯铟是一种纯度≥99.9999％的铟金属，有银白色金属光泽，质软，可塑性、延展性好。密度7.31g/cm3，熔点156.2℃。其中6～7N的铟用于制作半导体化合物、高纯合金及半导体材料的掺杂剂等，7N以上则用于分子束外延技术(MBE)用源材料。
[0003]分子束外延技术对于所用源材料的品质要求极其苛刻，无论是从产品的杂质含量还是产品外观都有特殊要求。(1)不仅要求常规杂质符合标准，还需要氧含量低于100ppb；(2)表面无缩孔。基于上述要求，为了避免在铸型过程中铟原料被污染和氧化，需要制定一套完整的铸型体系，确保铸型后的产品满足使用要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种铟铸型的铸造方法，本专利技术提供的方法能够得到表面无褶皱、中心无缩孔且含氧量低的铟铸型。
[0005]本专利技术提供了一种铟铸型的铸造方法，包括以下步骤：
[0006]在除水除氧氛围中，将温度为180℃～220℃的铟熔体浇铸到温度为50℃～60℃的模具中，得到铟铸型。
[0007]具体而言，本专利技术在除水除氧氛围中，将铟加热熔融得到温度为180℃～220℃的铟熔体，将模具加热得到温度为50℃～60℃的模具；然后将所述铟熔体浇铸到所述模具中，得到铟铸型。
[0008]在本专利技术的某些实施例中，本专利技术在除水除氧氛围的手套箱中，将铟加热熔融得到温度为180℃～220℃的铟熔体，将模具加热得到温度为50℃～60℃的模具；然后将所述铟熔体浇铸到所述模具中，得到铟铸型。
[0009]本专利技术将铟加热熔融得到温度为180℃～220℃的铟熔体，若铟熔体的温度高于220℃时，会导致铟熔体凝固缓慢，表面会形成缩孔，同时温度过高也可能导致坩埚软化变形；若铟熔体的温度低于180℃时，会导致熔体凝固过快，表面会出现褶皱、凹坑等缺陷。在一个实施例中，所述铟熔体的温度优选为190℃～210℃。
[0010]本专利技术将模具加热得到温度为50℃～60℃的模具，若模具的温度高于60℃时，同样会导致铟熔体凝固缓慢，表面会形成缩孔；若模具的温度低于50℃时，也会出现熔体凝固过快，表面会出现褶皱、凹坑等缺陷。在一个实施例中，所述模具的温度优选为55℃～60℃。
[0011]本专利技术将所述铟熔体浇铸到所述模具中时，将所述铟熔体一次性浇铸到所述模具中。意指同一个模具一次性浇铸完毕，避免反复取所述铟熔体对同一个模具进行多次浇铸，若多次浇铸可能会出现在先浇铸的熔体发生凝固的情况，从而影响浇铸所得铟铸型质量。
[0012]本专利技术将所述铟熔体浇铸到所述模具中时，将所述铟熔体匀速浇铸到所述模具
中。通过平稳的动作将所述铟熔体保持匀速浇铸到所述模具中，避免熔体液面抖动，造成凝固后有褶皱。
[0013]本专利技术将所述铟熔体浇铸到所述模具中时，将所述铟熔体定点浇铸到所述模具中。具体而言，即固定从一个点将所述铟熔体浇铸到所述模具中，不要来回摆动，避免熔体液面抖动，造成凝固后有褶皱。
[0014]本专利技术在除水除氧氛围中进行，避免了空气中的水分或氧气在浇铸时进入熔体，影响最终所得铟铸型的质量。在一个实施例中，本专利技术所需的物料和工具均在浇铸前放入所述除水除氧氛围中。在一个实施例中，所述除水除氧氛围为真空、氮气氛围或惰性气体氛围；其中所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气中的至少一种。在一个实施例中，所述除水除氧氛围中的水和氧的含量独立地小于0.1ppm。
[0015]本专利技术将所述铟熔体浇铸到所述模具中得到铟铸型后，将所述铟铸型冷却后在真空、氮气氛围或惰性气体氛围下包装；其中所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气中的至少一种。
[0016]在本专利技术的某些实施例中，所述铟在加热熔融前用第一酸洗液进行酸洗。在一些实施例中，所述铟在加热熔融前用第一酸洗液进行酸洗2h～4h。在一个实施例中，将所述铟置于第一酸洗液中1h～2h，将所述铟翻面，添加与所述第一酸洗液等量的硝酸，继续静置1h～2h后，用水清洗至中性，继续用水超声清洗10min～15min，至所述水的电导率小于1μS/cm，进行干燥。在一个实施例中，所述第一酸洗液为硝酸和水的体积比为1:15～20的硝酸水溶液。
[0017]在本专利技术的某些实施例中，所述模具在加热前用第二酸洗液进行酸洗。在一些实施例中，对所述模具进行酸洗，具体包括：将所述模具置于第二酸洗液中8h～12h后用水清洗至中性，进行干燥。在一个实施例中，对于盛载所述铟熔体所用到的工具也用第二酸洗液进行酸洗。在一个实施例中，所述第二酸洗液为硝酸和水的体积比为1:8～10的硝酸水溶液。
[0018]本专利技术提供了一种铟铸型的铸造方法，包括以下步骤：在除水除氧氛围中，将温度为180℃～220℃的铟熔体浇铸到温度为50℃～60℃的模具中，得到铟铸型。本专利技术提供的方法能够得到表面无褶皱、中心无缩孔且含氧量低的铟铸型。实验表明，本专利技术按照所述方法成功浇铸得到表面光亮呈镜面无褶皱、中心无缩孔的铟铸型，其含氧量约为65ppb～82ppb，远低于原料的含氧量，其它杂质含量也没有升高，符合MBE源超高纯铟使用要求。
附图说明
[0019]图1为铟锭铸锭总装配手套箱外观图；
[0020]图2为图1所述手套箱内的操作间区域图；
[0021]图3为本专利技术所述聚四氟乙烯模具的外观图；
[0022]图4为本专利技术所述聚四氟乙烯模具的俯视图；
[0023]图5为图4所述模具沿B
‑
B线的截面图；
[0024]图6为本专利技术所述聚四氟乙烯勺子的主视图；
[0025]图7为图6所述勺子的俯视图；
[0026]图8为本专利技术所述聚四氟乙烯烧杯的主视图；
[0027]图9为图8所述烧杯的俯视图。
具体实施方式
[0028]本专利技术公开了一种铟铸型的铸造方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0029]本专利技术在手套箱内对铟锭进行铸锭，手套箱内划分有熔料区和浇注冷却区，如图1和图2所示，图1为铟锭铸锭总装配手套箱外观图，图1中的1为真空泵，图1中的2为过渡舱，图1中的3为操作间，图1中的4为操作窗。图2为图1所述手套箱内的操作间区域图，结合图2和本专利技术所述方法可知，本专利技术在熔料区内用加热炉1对模具进行加热，用加热炉2对烧杯内的铟进行加热熔融得到铟熔体，然后在浇铸冷却区内将铟熔体浇铸到模具中，所述模具置于电子天平上可以随时监控浇铸的量，浇注完成后冷却得到铟铸型。本方案在进行铟锭铸锭时用到的聚四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铟铸型的铸造方法，包括以下步骤：在除水除氧氛围中，将温度为180℃～220℃的铟熔体浇铸到温度为50℃～60℃的模具中，得到铟铸型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤具体包括：在除水除氧氛围的手套箱中，将铟加热熔融得到温度为180℃～220℃的铟熔体，将模具加热得到温度为50℃～60℃的模具；然后将所述铟熔体浇铸到所述模具中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述铟熔体的温度为190℃～210℃；所述模具的温度为55℃～60℃。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述铟熔体一次性浇铸到所述模具中。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰杰，贺全涛，吴广杰，
申请(专利权)人：广东先导微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：