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熔融結晶器

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更新時間：2023-01-29 14:34:31瀏覽次數(shù)：228次

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熔融結晶器根據(jù)晶體和熔融體之間的分布方式不同，可分為懸浮結晶器和固態(tài)層式熔融結晶器兩大類

詳細介紹

熔融結晶器根據(jù)晶體和熔融體之間的分布方式不同，可分為懸浮結晶器和固態(tài)層式熔融結晶器兩大類。懸浮結晶過程是晶體以固體形式懸浮于熔融體中，在熔融結晶器內不同流場條件下呈現(xiàn)一定的粒度分布，熔融體連續(xù)分布，晶體分散分布，與常見的溶液結晶類似，通過冷卻熔體產生過飽和度，冷卻形式可以是直接冷卻，也可以間接冷卻，從工程應用來看直接冷卻應用較多，但是從實驗室摸索熔融結晶是否適宜時，間接冷卻更容易實驗和控制，所以在實驗室內常常用間接冷卻。這兩種冷卻方式各有其優(yōu)缺點。直接冷卻由于引入了新的冷卻介質到分離體系內，容易產生殘留，影響產品純度，但換熱效果好，而間接冷卻正好相反；固態(tài)層式熔融結晶是晶體主要以固態(tài)形式生長在換熱表面上，晶體和熔融體都連續(xù)分布。不管哪種結晶形式，將其歸類于熔融結晶，是根據(jù)Ulrich教授提出的分類原則而分類的。即：傳熱是熔融結晶的控制因素，而傳質是溶液結晶的控制因素。有時候溶液和熔融結晶器不是很好區(qū)分，不過這并不影響我們的實際應用。

采用懸浮熔融結晶器方式要想得到超純的晶體，必須控制好晶體的生長，得到超純晶體，但是這種方法不可避免的涉及到晶體和溶液（熔融體、母液）之間的分離。99%的晶體里僅僅含有1%的40%濃度的母液，則會使產品的純度降到99.4%。所以必須在實驗室里驗證固液分離的可靠性和可行性。好在隨著水洗塔技術的出現(xiàn)，固液可以達到有效分離，通過該種方式制備超純的晶體是的可以實現(xiàn)的。一般來說，對于懸浮熔融結晶，過濾或離心分離以及水洗塔步驟是不可避免的。

對于懸浮熔融結晶器的生產速率主要取決于晶體的生長速率和晶體的表面積。在懸浮式結晶過程中，晶體的比表面積相當大，每立方米內晶體的表面積數(shù)量級可以達到一萬平方米，晶體成長速率較慢，數(shù)量級約為10的負7次方到10的負8次方。雖然晶體生長速率慢，但是由于較大的比表面積，也可以獲得滿意的生產速率。