铟属于稀散金属,其很难形成可独立开采的矿床,通常与锌矿、铜矿和锡矿等伴生。铟是一种国家战略储藏金属,由于它有良好的机械性能和物化性能,在众多领域得到广泛应用。近年来电子工业发展迅速,大量的铟用于生产铟锡氧化物,以满足电子工业对铟锡氧化物与日俱增的需求。本文主要研究区域熔炼法制备高纯铟,自主设计和研制了新型区域熔炼装置,采用接触式加热提纯铟,用有限元法模拟热源以一定速度移动时,熔区宽度变化情况,并相互验证实验结果与模拟结果。在本工作中自主设计和研制适合的区域熔炼提纯铟的装置,将氧化铝陶瓷加热片热量导入石墨片作为恒温热源。以氧化铝陶瓷加热片240℃,区熔固定移速30mm/h,传热面积分别为11mm×10mm、11mm×5mm为实验条件,进行初期实验。实验发现在不同传热面积下,两者熔区宽度变化趋势基本一致,当熔区宽度稳定时,两者的熔区宽度均在40mm以下。模拟计算以初期实验为依据,根据需要设定边界条件。模拟计算的热源采用高斯热源,它的移动速度与初期实验所采用的速度相同,从开始端移动到末端需用31h。为了保证计算精度,同时尽可能减少计算量,本文采用的网格单元长度为4mm。将模拟结果与初期实验结果对比可知,模拟热源的稳定温度在195℃左右,与石墨片实测温度192~199℃相符;在熔区变化趋势方面,模拟结果与初期实验结果基本一致,说明了有限元模拟方法的准确性。本工作中应用同样的模拟方法对真空箱中的区域熔炼实验进行了计算,根据计算结果设计了适合真空箱内区域熔炼的实验参数。在前期实验和模拟结果的基础上,设计了区域熔炼实验所需的真空箱。真空箱由真空室、密封门、观察窗和冷却系统等组成。铜基座的水室是箱体循环水冷却系统的重要组成部分,铜基座一方面可以使石英舟水平放置,另一方面又是维持真空箱内环境温度稳定的重要环节。