《高純硫化鎘》編制說明-預(yù)審稿

全國有色金屬標準化技術(shù)委員會年會論證的標準計劃項目的通知》（有色標委制（修）訂項目計劃的通知》（有色標委〔2023〕22號），全國有色金屬標準化技術(shù)委員會下達了修訂《高純硫化鎘》行業(yè)標準的任務(wù)，計劃編號：2022-有色金屬標準化技術(shù)委員會?！陡呒兞蚧k》由安徽光智科技有限公司和東方高純硫化鎘是Ⅱ-Ⅵ族中具有廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料，主要用于制備紫光和紫外光探測器。硫化鎘的獨特應(yīng)用性能與晶粒尺寸、形狀等密切相關(guān)，在太陽能轉(zhuǎn)換、光電子器件、光催化、非線性光學(xué)、磁性材料、生物和通訊等領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景。硫化鎘具有寬帶系結(jié)構(gòu)，因此可用于制備紫光和紫外光探測器；硫化鎘具有很強的光敏性，可制成位置傳感器、氣敏傳感器、光電探測器等。硫化鎘有很多種制備方法，可制備出納米顆粒、納米線、納米棒、納米帶、納米空心球、納米花、納米有序薄膜、納米半導(dǎo)體復(fù)合膜等多種形式，每一種形式都有不同的用途，因此硫化鎘在光、電、磁、光催化等方面都有巨航空航天、智能制造等領(lǐng)域核心技術(shù)?！薄缎虏牧袭a(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》正式發(fā)布，對新材料產(chǎn)業(yè)的政策支持力度增加，提出重點突破一批新材料品種、關(guān)鍵工藝技術(shù)與專用裝備，“先進基礎(chǔ)材料總體實現(xiàn)穩(wěn)定供給，前沿新材料取得一批核泛，對6N高純硫化鎘的需求量也逐年增大，需要有一個規(guī)范來指導(dǎo)超高純6N硫化鎘行業(yè)的發(fā)展。本標準的修訂，有利于促進6N高純硫化鎘行業(yè)的發(fā)展，同時也有利于6N高純硫化鎘下游企業(yè)和科研院所發(fā)展和研發(fā)下游產(chǎn)品；本標準的修訂，符合國家質(zhì)量提升的產(chǎn)業(yè)政策要求，中共中央國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于開展質(zhì)量突出問題得到有效治理，智能化、消費友好的中高端產(chǎn)品供給大幅增加，高附加值和優(yōu)質(zhì)服務(wù)供給比重進一步提升，中國制造、中國建造、中國服務(wù)、中國品牌國際競爭力顯著增強?！兑庖姟废Ｍa(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量穩(wěn)步提高，企業(yè)質(zhì)量管理水平大幅提升，傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)價值鏈升級，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量效益特征更加明顯，服務(wù)業(yè)提質(zhì)增效進一步加快，以技術(shù)、技能、知識等為要素的質(zhì)量競爭型產(chǎn)業(yè)規(guī)模顯著擴大，形成一批質(zhì)量效益一流的世界級產(chǎn)業(yè)集群。落實到高新技術(shù)新興材料高純硫化鎘方面，從5N高純級進步到6N高純級就是中低端的材料制造到高端材料制造突破的現(xiàn)實要求，是因為質(zhì)量提升導(dǎo)致材料性能和市場價值得到極大提升的現(xiàn)實體現(xiàn)，因此修訂《高純硫化鎘》的行業(yè)標修訂YS/T1056—2015《高純硫化鎘》的行業(yè)標準，涉及增加6N硫化鎘的牌號、增加雜質(zhì)元素種類、試驗方法等關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，有利于促進企業(yè)生產(chǎn)工藝裝備、技術(shù)水平、試驗檢測的升級發(fā)展，同時也利于下游使用6N高純硫化鎘的生產(chǎn)企業(yè)及科研院所的生產(chǎn)研發(fā)方面的發(fā)展，減少企業(yè)和科研院所在新產(chǎn)品開發(fā)上的技術(shù)投入和避免企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)上的重復(fù)變動，規(guī)范6N高純硫化鎘材料在新領(lǐng)域中應(yīng)用的質(zhì)量標準，倒逼6N高純硫化鎘材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量和效益99.9999%高純硫化鎘是具有廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料，高純硫研發(fā)與實施對我國國防軍工、電子行業(yè)、高新科學(xué)技術(shù)及經(jīng)濟發(fā)展都起著重要作用。近年來我國在半導(dǎo)體材料行業(yè)和探測器技術(shù)的發(fā)展上取得了迅猛發(fā)展。隨著科技的進步，99.9999%高純硫化鎘主要應(yīng)用開始從軍工行業(yè)向軍民工業(yè)轉(zhuǎn)變，有廣闊的發(fā)展、應(yīng)用前景。隨著下游半導(dǎo)體材料的發(fā)展，99.9999%高純硫99.9999%硫化鎘主要用于制備紫光和紫外光探測器。目前產(chǎn)品主要為中國的不斷成熟與突破，其對氣相合成法制備的99.9999%硫化鎘多晶的需求量逐年增長。兩家科研院所的使用量從2015年開始的5—10kg/年增長到2019年的100—150kg/年，同時其他一些科研機構(gòu)已經(jīng)進入或者準備進入紫外光探測器這個領(lǐng)域。隨著國內(nèi)6N硫化鎘工藝技術(shù)的成熟及穩(wěn)定，有著很大可能取代國外同類產(chǎn)品。2020年上述兩家科研院所的需求量超過了200kg，預(yù)計到2025年硫化鎘的市場需求規(guī)模將達到一噸以上，因此隨著相關(guān)研究機構(gòu)的下游技術(shù)成熟，99.9999%高純硫化鎘行業(yè)標準的制定，有利于促進企業(yè)生產(chǎn)水平、試驗檢測的升級發(fā)展，同時也利于下游使用高純硫化鎘的生產(chǎn)企業(yè)及科研院所的生產(chǎn)研發(fā)方面的發(fā)展，減少企業(yè)和科研院所在新產(chǎn)品開發(fā)上的技術(shù)投入和避免企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)上的重復(fù)投入，規(guī)范高純硫化鎘材料在新領(lǐng)域中應(yīng)用的質(zhì)量標準，倒逼高純硫化鎘材料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量和效益的提高，增強企業(yè)的安徽光智科技有限公司是一家集硒、碲、鉍、鎘、其化合物的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的大型高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、電解錳、飼料、電子、通訊、光電半導(dǎo)體材料、熱成像、探測器及太陽能光伏材料等行業(yè)。安徽光智科技有限公司是國家高新技術(shù)企業(yè)，是國家工程技術(shù)中心的所在單位，公司有多項產(chǎn)品如高能射線探測及成像材料用碲鋅鎘多晶紅外激光材料和鏡片、鍺系列產(chǎn)品、碲鋅鎘靶材、硫化鎘材料及靶材、碲鋅鎘晶體窗口材料等均是填補了國家戰(zhàn)略新型材料空白的產(chǎn)品，并且產(chǎn)品質(zhì)東樹新材料有限公司的控股子公司，是國內(nèi)最早從事高純金屬及化合物半導(dǎo)體材料研究、開發(fā)和生產(chǎn)的公司，擁有現(xiàn)代化的千級凈化廠房、百級超凈室以及國內(nèi)領(lǐng)先的GDMS、ICPMS檢測設(shè)備，多年來研發(fā)、生產(chǎn)的高純金屬及半導(dǎo)體材料品種數(shù)量位居國內(nèi)榜首。東方峨半高純主營產(chǎn)品分為單質(zhì)元素、化合物以及氧化物三大類，涵蓋5N～7.5N（即99.999%～99.999995%）碲、鎘、銻、鎵、銦、錫、鋅、銀、碲鋅鎘等九種高（超）純材料，廣泛應(yīng)用于紅外、光伏、新能源、熱電、醫(yī)學(xué)、電子制冷元件、集成電路、半導(dǎo)體、合金等行業(yè)，在高新2020年8，在全國有色金屬標準化技術(shù)委員會組織下，成立了以安徽光智2020年9月-2021年8月，編制小組調(diào)研5N-6N高純硫化鎘的生產(chǎn)工藝、設(shè)備等過程，高純硫化鎘產(chǎn)品規(guī)格尺寸、雜質(zhì)含量等相關(guān)情況，并對高純硫化目前國內(nèi)外高純硫化鎘的制備方法主要有化學(xué)法和物理法，化學(xué)法主要有水熱合成法、微乳液法和離子交換法，化學(xué)法制備硫化鎘主要存在制備過程中需要用大量的試劑，從而導(dǎo)致所制備的硫化鎘純度無法滿足要求，針對于6N硫化鎘的制備無法采用化學(xué)法；物理法主要有液相合成法和氣相合成法，制備過程中選用純度較高的單質(zhì)元素作為原料，過程中不會接觸其它物質(zhì)，可以保證液相合成法制備高純硫化鎘是在特制的高壓裝置內(nèi)進行，根據(jù)比例要求稱取一定量的高純鎘單質(zhì)和硫單質(zhì)，再把兩種單質(zhì)混合裝入高純等靜壓石墨（或氮化硼）容器內(nèi)，再把裝料容器放入高壓裝置內(nèi)。置換爐內(nèi)的空氣后，充入一定的壓力開始升溫合成，硫和鎘在350—450℃和爐內(nèi)壓力5—6MPa的條件下進行合成，然后在1000—1100℃下進行恒溫一定的時間，以使高純硫和高純鎘單可以保證產(chǎn)品的純度，投入的單質(zhì)原料純度為6N，最終的硫化鎘產(chǎn)品純度能滿氣相合成法是將高純硫單質(zhì)和高純鎘按照一定的比例分別放入到特定裝置上的硫蒸發(fā)室和鎘蒸發(fā)室，在一定的溫度下高純硫和高純鎘單質(zhì)分別蒸發(fā)，通過惰性氣體（高純氬氣）作為載體，使兩種氣體在合成室進行氣相合成硫化鎘多晶體。高純硫和高純鎘在320—750℃的溫度下進行加熱蒸發(fā)后在1000—1100℃的溫度下合成，過程中的載體流量為300—450ml/min。硫化鎘的整個合成過程中不接觸除高純氬氣以外的其它物質(zhì)，可以保證產(chǎn)品的純度，同時制備過程中，高純硫和高純鎘經(jīng)過了一次蒸發(fā)，相當于又進行了一次提純，最終硫目前國內(nèi)關(guān)于《高純硫化鎘》的標準（標準號YS/T1056—2015）中只有5N的標準，暫無關(guān)于6N高純硫化鎘的標準約定?，F(xiàn)階段6N高純硫化鎘主要用于制備紫外探測器上的硫化鎘單晶片。隨著硫化鎘生產(chǎn)工藝的成熟和應(yīng)用市場的擴大，客戶對硫化鎘產(chǎn)品提出了更高、更新的技術(shù)要求。近年來，隨著紅外探測技術(shù)的發(fā)展，硫化鎘紫外探測器作為紅外探測技術(shù)的配套使用器件，客戶鎘》推薦性國家標準項目建議書、標準草案等材料，全體委員會議論證結(jié)論為同意國家標準立項。由秘書處組織委員網(wǎng)上投票，投票通過后轉(zhuǎn)報國標委，并標準制（修）訂項目計劃的通知》（有色標委〔2023〕22號），全國有色金屬標準化技術(shù)委員會下達了修訂《高純硫化鎘》國家標準的任務(wù)，計劃編號：2022-半高純材料有限公司開展現(xiàn)場試驗工作，按照標準規(guī)定的試驗方法，對標準主要技術(shù)要求高純硫化鎘化學(xué)成分進行驗證性試驗，摸索實測數(shù)據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場高純硫化鎘的外觀質(zhì)量的測試情況，及時召開現(xiàn)場工作會議，形成會議紀要，布置下一步工作計劃。根據(jù)前期的調(diào)研、工作會議及現(xiàn)場試驗，編制組及時修2023年9月-10月，在全國有色金屬標準化技術(shù)委員會主持下，高純硫化鎘編制小組通過郵件、電話、微信等廣泛向全國高純硫化鎘生產(chǎn)廠商，用戶及科研院所發(fā)送標準草案稿征求意見。發(fā)送征求意見稿的單位有：東方電氣（樂山）峨半高純材料有限公司、成都中建材光電材料有限公司等。發(fā)送“征求意究，提出具體修改意見及采納情況，詳細內(nèi)容見《標準征求意見稿意見處理匯2.本標準反映了當前國內(nèi)高純硫化鎘產(chǎn)品的生產(chǎn)水平，便于生產(chǎn)，并且符合行3.本標準細化高純硫化鎘產(chǎn)品質(zhì)量要求，融入較為先進的分析檢測方法，更好5.結(jié)合我國材料工業(yè)實際生產(chǎn)水平，同時根據(jù)產(chǎn)品用戶的意見反饋，正確兼顧好彼此之間的關(guān)系，追求技術(shù)的先進性、指標的6.本標準在制定中主要遵循：科學(xué)性和技術(shù)先進的原則；可行和嚴謹?shù)脑瓌t；根據(jù)標準編寫的規(guī)范，對標準適用范圍描述進行了修改；將“本標準規(guī)定了高純硫化鎘的要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸、貯存、質(zhì)量證明書與訂貨單(或合同)內(nèi)容?！备臑椤氨疚募?guī)定了高純硫化鎘的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存、隨行文件及訂貨單內(nèi)容?！备牧嗽瓨藴?范圍中的適用范圍。將“本標準適用于由高純硫酸鎘與高純硫化氫反應(yīng)制得的高純硫化鎘?！备臑椤氨疚募m用于質(zhì)量分數(shù)不小于99.999%的高純硫化鎘的生產(chǎn)、檢測及質(zhì)量評價。”增加了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。將“產(chǎn)品主要用于光敏電阻材料、太陽能電池等行業(yè)?！备臑椤爱a(chǎn)品主要用于光敏電阻材料、太陽能轉(zhuǎn)換、光電子器件、光刪除了引用文件YS/T838-2012碲化鎘。改為引用YS/T917高純鎘化學(xué)通過走訪國內(nèi)高純硫化鎘的用戶，從調(diào)研的情況看，6N高純硫化鎘大多主要用于探測器、光學(xué)存儲器等方面。國內(nèi)高純硫化鎘單晶生產(chǎn)的用戶要求技術(shù)CdS含量（不小于）/10%1B 11111 1K 1111雜質(zhì)含量總和（不大于）/×101aCdS的含量為100%減去雜質(zhì)（不包含C、N、O等氣體元b雜質(zhì)含量總和為所測元素的實測值之和，包含但不限于表中所注：用戶對其他雜質(zhì)元素要求提供檢測數(shù)據(jù)時，從用戶反饋的信息，6N的高純硫化鎘主要用于制備硫化鎘單晶，在硫化鎘單晶生長過程中，硼、鎵、鋰等雜質(zhì)元素含量過高易造成單晶硅反型。其次，硫化鎘中的重金屬雜質(zhì)元素錫、金、鉛、砷會影響硫化鎘晶體的電學(xué)參數(shù)和器件性能，故硫化鎘中硼、鉀、鎵、錫、金、鉛、砷等雜質(zhì)需要設(shè)定或修訂控制此外，鋁、鈣、鈉為常見元素，高純硫化鎘在生產(chǎn)、包裝、運輸過程中，由于環(huán)境和人為因素，易引起高純硫化鎘中鋁、鈣、鈉雜質(zhì)含量過高，最終造成高純硫化鎘產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，且用戶也對高純硫化鎘中鋁、鈣、鈉雜質(zhì)含器件性能下降。故高純硫化鎘中鋁、鈣、鈉等雜質(zhì)需要表36N高純硫化鎘檢測報告（峨半高純，單位：μg/g）雜質(zhì)元素CdS2106-1CdS2106-2CdS2106-3平均值標準值A(chǔ)g<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Al<0.02<0.01<0.01<0.01≤0.05B<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Bi<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01Ca<0.020.020.020.025≤0.1Cr<0.02<0.01<0.01<0.01≤0.01Cu<0.02<0.02<0.02<0.02≤0.05Fe<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Ga<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Mg<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.05K<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Li<0.02<0.02<0.02<0.02<0.02Mn<0.01<0.005<0.005<0.005≤0.01Na0.050.060.10.04≤0.1Ni<0.02<0.02<0.02<0.02≤0.05Pb<0.02<0.02<0.02<0.02≤0.02Sb<0.02<0.02<0.02<0.02≤0.1Sn<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.05Zn<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.1表46N高純硫化鎘檢測報告（峨半高純，單位：μg/g）雜質(zhì)元素CdS020603CdS020606CdS020607CdS020608CdS021601CdS021602CdS021604CdS022601CdS022603CdS022605平均值標準值A(chǔ)g<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005≤0.01Al<0.010.010.03<0.01<0.01<0.01<0.010.030.01<0.010.02≤0.05As<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.05B<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Bi<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005≤0.01Ca0.020.020.020.040.03<0.010.020.020.040.020.025≤0.1Cr<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Cu<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.05Fe<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Ga<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Li<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05Mg<0.01<0.010.01<0.010.02<0.010.020.03<0.01<0.01<0.01≤0.05K<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.01Mn<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005≤0.01Na0.020.010.020.02<0.01<0.010.01<0.010.030.010.015≤0.1Ni<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01≤0.05Pb<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005≤0.02Sb<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.1Si0.010.020.020.070.020.040.040.020.010.030.031≤0.1Sn<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05≤0.05Zn<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1<0.1≤0.1Au<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05 Hg<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01-Tl<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01 Th<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001-U<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001<0.001 Sr<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005-Zr<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005 Ti<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005<0.005 Co<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01-D)檢測結(jié)果驗證PerfectAnalysisPerfectAnalysisTechno委托方：峨眉山市峨半高純材料有限公司UBFlPSKVWYnU未經(jīng)我測領(lǐng)準不得整分復(fù)制本報告。本檢測古果僅對取薄的測式樣品負責(zé)。樣品編號為客戶理供。測試日期：2021-01-07BF1PSKVWYUuBFAPSKπVWYThU從試驗驗證的產(chǎn)品結(jié)果看，高純硫化鎘中雜質(zhì)砷、金、汞、鉈、釷、鈾、鍶、磷、碲、鈷、鉛、鉍等雜質(zhì)元素非常低，接近檢出限。并且目前只有部分用戶對高純硫化鎘中鉛、鉍、砷雜質(zhì)元素含量提出要求，沒有用戶對高純硫化鎘中金、汞、鉈、釷、鈾、鍶、磷、碲、鈷等元素有要求。因此高純硫化鎘中金、汞、鉈、釷、鈾、鍶、磷、碲、鈷雜質(zhì)元素不作為重點監(jiān)控對象。兼顧用戶對6N高純硫化鎘技術(shù)指標要求和國內(nèi)目前的平均生產(chǎn)水平，在原有5N高純硫化鎘標準的基礎(chǔ)上，增加6N高純硫化鎘的標準要求，根據(jù)與客戶走訪交流調(diào)研。最終確定了6N高純硫化鎘的化學(xué)成分如表3所示。牌號CdS-06化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）CdS含量a（不小于）/10-4%99.9999雜質(zhì)含量（不大于）/×10-4Ag0.01Al0.05B0.01Bi0.01Ca0.1Cr0.01Cu0.05Fe0.01Ga0.01Li0.05Mg0.05K0.01Mn0.01Na0.1Ni0.05Pb0.020.10.05Zn0.1雜質(zhì)含量總和b（不大于）/×10-41aCdS的含量為100%減去雜質(zhì)（不包含C、N、O等氣體元素）總和的余量。b雜質(zhì)含量總和為所測元素的實測值之和，包含但不限于表中所列元素。注1用戶對其他雜質(zhì)元素要求提供檢測數(shù)據(jù)時，可由雙方協(xié)商解決。從試驗驗證的結(jié)果看，標準要求的6N高純硫化鎘中各雜質(zhì)元素含量平均值均在標準范圍內(nèi)，本標準將是我國目前水平較高的6N高純硫化鎘產(chǎn)品標準，能滿足我國與高純硫化鎘相關(guān)的紫外探測器制備技術(shù)的客觀要求，既體現(xiàn)了我國高純硫化鎘制備技術(shù)的先進水平，又兼顧我國現(xiàn)階段的具體實際。本標準實施增加了產(chǎn)品規(guī)格要求：高純硫化鎘為塊狀或粉末狀。具體規(guī)格要求由供需元標準中產(chǎn)品化學(xué)成分的測定參照YS/T838-2012的附錄A碲化鎘的分析方法進行，但該檢測方法僅適用于5N產(chǎn)品，并且檢測元素僅包含1