火红年代，我为国家赚外匯 - 第8章 硅棒

    在听了一节课的文学理论后，下课铃刚响，徐卫国抢先从后门出了教室，守在前门口等周诗雅出来。
    学生们嘰嘰喳喳蜂拥而出，急著去食堂吃饭。
    等了不久，周诗雅跟一个女生聊著天走了出来，没注意到徐卫国。徐卫国只好喊了一声：“诗雅！”
    周诗雅下意识的扭脸看了眼，先是一愣，隨即眼中闪过惊喜，道：“你怎么来了？”
    徐卫国笑道：“找你有事说。”
    一旁的女生打量著徐卫国，小声问道：“诗雅，这人就是……”
    “嗯。”周诗雅点点头。
    “那你们聊，我先去食堂了啊。”
    待女生离开，徐卫国示意周诗雅到一边说话。
    往旁边走了几步，徐卫国刚站定，周诗雅却小声道：“这边人多，往远处走走吧！”
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    徐卫国道：“咱们说正事，有什么好躲的，让人看到了还误会呢！就在这说。”
    “哦。”周诗雅低著头，总觉得旁边人都在看自己，特別不好意思。
    “你的学籍恢復了吧？”徐卫国问道。
    “恢復了。你的呢？”
    “我的也恢復了。……我跟著张希德老师参加了一个科研项目，后天开始要搬出学校一段时间，我找你就是提前说一声，大概半个月后回来。”
    “科研项目？你才大一就参加科研了？”
    “一般的大一学生肯定不能，但你也不看看我是谁？咱可不是一般人。”徐卫国昂著头，故作夸张的笑道。
    周诗雅瞥了他一眼，笑道：“吹牛！”
    看她笑，徐卫国也忍不住笑了起来。
    “诗雅！”
    “嗯？”
    “等我回来了，咱们一块去你家吧！认认门。”
    周诗雅脸刷的一下红了，小声道：“这不合適吧……”
    “怎么不合適，你爸妈现在对我肯定有意见。正好趁这机会，我跟你父母多熟悉熟悉，解除误会，也好让她们放心。”
    周诗雅抿了抿嘴，点头道：“我听你的。”
    两人东拉西扯的聊了十多分钟，眼看天色渐晚，这才各自分別。
    ……
    转眼到了第三天。
    徐卫国跟著张希德再次来到科学院物理所，小组成员匯合后，五人赶往了京城电子管厂。
    再次见到那位赵副厂长，对方直接带他们去了车间，找到了一个穿工装、体格魁梧的中年人。
    “这位是王主任，由他全程负责协助你们的工作，实验过程中有什么问题就跟他说。”赵副厂长介绍道。
    张希德跟王主任握了握手，双方简单寒暄了几句，隨后迅速进入了工作状態。
    徐卫国自动担起了指挥责任，对王主任道：“咱们要做的第一步，是获得冶金级硅，石英砂跟碳准备好了吗？”
    王主任诧异的看看他，又看向张希德。
    张希德道：“听他的！”
    王主任压下心里的好奇，答道：“都准备好了，就在这边。”
    说罢，他领著来到了车间一角，指著地上堆放的几个麻袋，“这就是石英砂跟碳。”
    徐卫国走上前，打开袋子，里面是细密的白色颗粒，正是石英砂。
    “选矿预处理过吗？”
    “处理过，擦洗脱泥，磁选，最后浮选，这些流程都走过，纯度很高的。”
    “不够。”徐卫国摇头：“我们需要的是超高纯度石英砂，必须得经过化学深度提纯。”
    王主任一脸懵：“化学提纯该怎么做？”
    徐卫国：“先进行酸浸，把石英砂加入盐酸、硫酸、氢氟酸等组成的三元混酸，在90摄氏度下反应八小时。可以有效去除氧化钾跟氧化纳。接著再放入氢氟酸跟硝酸组成的混酸中，去除三氧化二铁。下一步是氯化焙烧，在1300摄氏度下通入氯气或氯化氢气体，去除铁、鈦。”
    “这么麻烦啊……”
    “是麻烦，但也必要。……好了，时间不等人，赶紧开干吧！”
    王主任喊来几个工人，开始按照徐卫国的指导对石英砂进行提纯处理。
    第一天的实验进展倒是出乎预料的顺利，到傍晚时，他们获得了提纯后的石英砂，隨后，样品被送到实验室进行纯度检测。
    第二天早上时，结果出来了，石英砂纯度超过了99.9%，倒不是说纯度就这水平，而是现有的检测手段只能测试这么高的纯度。
    这个纯度已经达標，可以开始下一步了。
    接下来就要將石英砂跟碳（煤焦或石油焦）放到电弧炉里，高温还原出硅。
    这样就得到了冶金级硅，纯度大概在98%-99.5%，这个纯度显然是没办法做半导体材料的，还需要继续提纯。
    將硅料碎成粉末，放入流化床反应器中与无水氯化氰在高温下反应生成三氯氢硅，接著將三氯氢硅液体泵入串联精馏塔，进行多级蒸馏，三氯氢硅的纯度可以达到99.9999999%（9n）以上。
    当然，以五十年代的技术是测不出这么高精度的，都是后世测试数据。
    下一步，就是西门子法的核心步骤，化学气相沉淀。
    要准备一个还原炉，將两根高纯的硅芯作为“种子”，垂直安装並连接电极，抽真空，隨后充入高纯度氢气，硅芯通电加热，將三氯氢硅与氢气混合后通入还原炉，隨后发生氢还原反应跟热分解反应，硅元素被沉积在硅芯表面，最终形成一根多晶硅棒。
    其中最核心的材料是硅芯，它本身就应该是高纯度硅，也就是说，製取高纯度硅的前提是以高纯度硅做材料，这就成了先有鸡还是先有蛋的问题。
    好在，还有另一种提纯硅的方法，区熔法。
    它以西门子法製取的低纯度多晶硅棒做材料，提纯出高纯度单晶硅芯，再用於西门子法製取高纯度硅棒。
    流程就是：低纯度多晶硅棒（西门子法）——高纯度单晶硅芯（区熔法）——高纯度多晶硅棒（西门子法）——高纯度单晶硅锭（区熔法）
    ……
    当徐卫国他们走完这一步时，时间已经来到了第七天。
    在眾人期待的目光中，工人打开还原炉，小心翼翼的取出了硅棒。
    徐卫国第一时间凑上前，仔细观察，但只看了一眼，他心中就是一咯噔。