2-35　什么是偏析提纯法？

偏析提纯法，顾名思义就是通过物质液相凝固时，产生的偏析现象来达到提纯目的的方法。由于偏析现象又称为分凝现象，所以偏析提纯法也有人称之为分凝提纯法或物理提纯法。

在半导体问世初期，材料提纯是一个大问题。当时，要想把材料提纯到7N以上是无法克服的困难。直到发明了偏析提纯法后，材料提纯的问题才算迎刃而解。

偏析提纯法所依据的是传统精炼金属的一种方法的原理，即偏析现象。人们早已发现，将熔化的金属进行部分凝固，那么熔融金属中的杂质含量与凝固的金属中的杂质含量并不相等，这种现象称为偏析现象。人们利用这个原理来提纯一些熔点不太高的金属，如锡、铅、锑等，有的仍沿用至今，在工业上称为熔析法，也称为冶炼提纯法和物理提纯法。

这种方法在有色冶金工业中是在熔池内进行的，将熔融的金属置于熔池内，然后进行降温，如果杂质富集在凝固相内，当局部凝固后将固相扒出；而如果杂质富集在液固相内，当大部分凝固后将液相排出。因为在这样的操作过程中很难控制固液交界面与凝固速度，两相均有夹杂，所以只能将金属提纯到3N～4N的水平。而且这种方法不宜反复多次进行，因为每次熔析都要排出一部分富集相，次数越多，被提纯材料的收率就变得越低。

有些杂质在液相凝固时，在两相中的含量可以差几个数量级，这对提纯有很大的吸引力。于是在实验室范围内开发出定向结晶的方法。如图2-15所示，它是将被提纯的物质在狭长的舟内进行熔化，然后令熔体从舟的一端开始凝固（结晶）。这样就可以克服上述熔析法的几个缺点，使凝固速度和固液交界面都可以得到控制。当整个锭条凝固，将头部和尾部切掉，剩下的中部就是高纯度的物质。

图2-15　最初的区域提纯法示意