金属铟是国家的国防战略储藏金属之一,在国防及民用领域具有广泛应用,像机械、能源、电子、电器、航空航天、焊接材料和核工业中都有用到金属铟。尤其是电子工业等规模的壮大,薄膜制备技术提升以及半导体产业发展对高纯金属铟的需求逐渐扩大,制备出纯度更高的金属铟将成为提升国家竞争力的重要支撑之一。本文通过研究制备高纯度金属铟,自主设计和研制了新型提纯装置,改用接触式区域熔炼法提纯金属铟,应用有限元方法分析金属铟在区域熔炼过程中的温度场分布,探索不同条件下的区域熔炼效果。在对金属铟的提纯设备与工艺的研究中,针对提炼效率自行设计和研制了适金属铟提纯的多个熔区多熔池同时操作的区域熔炼装置,选取石墨材料作为料锭容体,在探索了多种材料后采用氧化铝陶瓷发热器将热量导入石墨板作为恒温热源,并通过对金属铟做差热分析,探究区熔过程中的预热安全性,在安全阈值下使用无毒无害的二甲基硅油放入高频恒温加热锅进行样品预热,减少区熔过程能量消耗和提升提炼效率,设置单片机程序控制设备的运转路径,实现区域熔炼过程的自动化控制。在模拟分析方面,运用Solidworks软件建立三维区域熔炼计算模型,在Solidworks Simulation中对在二甲基硅油中平均预热温度为120℃的区域熔炼过程的对流散热能力模拟评估;考虑到区熔速率极低忽略流场的影响,按照空气自然热对流系数作为散热边界条件导入到Solidworks Simulation中进行稳态热分析,得到温度场模拟数据。为了简化模型,本文在材料属性随温度变化的设置上保持不变。通过结合有限元模拟数据和区域熔炼实验结果分析得出结论:区域熔炼实验在温度场的分布上围绕热源呈椭球形,半圆形凹槽相比方形凹槽更加适用于区域熔炼提纯;在铟的安全阈值范围下给定温度进行预热会大大提升区域熔炼的效率,不破坏区域熔炼的平衡;模拟结果和实验结果基本吻合,模拟结果准确,采用接触式区域熔炼提纯是可行的替代方案,进一步降低了能耗,新型的区域熔炼装置实现了自动化控制,提纯产量大大提高,完善功能后能满足大部分金属的提纯需求和适用于产业化推广。