Движение - расплавленная зона
Cтраница 2
В кварцевую трубку, расположенную горизонтально, насыпают немного оксида алюминия, на который помещают алюминиевую проволоку диаметром 3 - 4 мм и длиной 20 см. Работу по очистке проводят в аппарате ( рис. 24) при температуре около 700 - 750 С. Скорость движения расплавленной зоны около 1 5 мм / мин. Содержание таких примесей, как железо, медь, кремний, несколько уменьшается. На практике ( в промышленности) расплавленную зону проводят около 10 раз в вакууме. [16]
 |
Зонная плавка и распределение примесей. [17] |
При этом образуются две подвижные межфазные границы, на одной из которых материал плавится, а на другой - затвердевает. Вследствие различной растворимости примеси в жидкой и твердой фазах при движении расплавленной зоны вдоль образца в нем происходит перераспределение концентраций примеси. Эффект разделения за один проход расплавленной зоны обычно недостаточен, поэтому процесс зонной плавки повторяют многократно до достижения требуемого распределения примеси по длине образца. При этом, однако, в отличие от направленной кристаллизации, перед каждым проходом загрязненные части образца не удаляются, так как каждый раз расплавляется не весь образец, а лишь узкая его зона. [18]
Как уже говорилось, при кристаллизации антимонид индия расширяется. Это обстоятельство, как было показано в работе [237], должно приводить к переносу вещества в сторону движения расплавленной зоны. [19]
Как уже говорилось, при кристаллизации антимонид индия расширяется. Это обстоятельство / как было показано в работе [237], должно приводить к переносу вещества в сторону движения расплавленной зоны. [20]
В качестве примера физического обогащения примесей можно привести работу [47], в которой предложено использовать метод зонной плавки для количественного концентрирования Си, Ag и Т1 в металлическом висмуте. Для этого достаточно 12 проходов расплавленной зоны через образец висмута длиной 230 - 280 мм при скорости движения расплавленной зоны 1 мм / мин и длине ее 20 - 35 мм. Металлический образец, содержащий сконцентрированные примеси, механически измельчают в порошок и подвергают спектральному анализу либо с возбуждением спектров в дуге постоянного тока между угольными электродами, либо в искре после брикетирования порошка. В качестве линий сравнения используют слабые линии основы. [21]
После достаточно большого ( в пределе - бесконечно большого) числа проходов расплавленной зоны через твердый образец дальнейшего изменения распределения примеси по его длине с увеличением числа зонных проходов практически происходить уже не будет. Когда достигается такое состояние, то оно может рассматриваться как стационарное конечное распределение, при котором происходит равновесное перемещение примеси в прямом и обратном направлениях относительно движения расплавленной зоны. [22]
После достаточно большого ( в пределе - бесконечно большого) числа проходов расплавленной зоны через твердый образец дальнейшего изменения распределения примеси по его длинг с увеличением числа зонных проходов практически происходить уже не будет. Когда достигается такое состояние, то оно может рассматриваться как равновесное, конечное распределениг, при котором происходит равновесное перемещение примеси в прямом и обратном направлении относительно движения расплавленной зоны. Знание этого конечного распределения примеси по длине слитка очень важно, так как оно позволяет оценивать предельные возможности зонной перекристаллизации как метода очистки при заданных условиях проведения процесса. [23]
 |
Электросопротивление германиевого слитка до и после рафинирования по способу зонной плавки. [24] |
Плавку ведут в вакууме, водороде или азоте. Чтобы не происходила диффузия примеси в твердом слитке, рекомендуется охлаждать участок металла, находящийся между двумя соседними зонами, кольцевыми холодильниками. Движение расплавленной зоны осуществляют перемещением лодочки с германием или нагревателей. Обычно создают зоны длиной 3 - 5 см. При большей длине зоны может не обеспечиваться выравнивание концентраций примеси в жидкой фазе за счет диффузии. [25]
При зонной плавке расплавленная зона движется вдоль слитка. Если kx 1, примеси переходят в расплав и концентрируются в конце слитка. Движение расплавленной зоны может быть повторено многократно. Результатом зонной плавки при & х 1 является концентрация примеси в конце образца и уменьшение ее концентрации в остальной части слитка. Однако после удаления части образца с высокой концентрацией примеси распределение ее в оставшейся части все-таки не является равномерным. [26]
Условия для однонаправленной кристаллизации могут быть также созданы при перемещении небольшой расплавленной зоны по длине прутка. С этой целью для никелевой и кобальтовой эвтектик успешно применяют электронно-лучевой или сосредоточенный индукционный нагрев. При этом направление движения расплавленной зоны вдоль образца может быть произвольным. Пруток обычно имеет диаметр 3 - 6 мм, а направленная кристаллизация сплава происходит на длине в несколько десятков мм. [27]
При выращивании монокристаллов широко используют однопроходную зонную перекристаллизацию, особенно бестигельные варианты, позволяющие устранить контакт растущего кристалла со стенками контейнера. Преимущество использования для выращивания монокристаллов зонной перекристаллизации по сравнению с методами нормальной направленной кристаллизации заключается в том, что в одном аппарате можно совместить кристаллизационную очистку или выравнивание состава с выращиванием совершенных кристаллов. В первом случае используется многократное движение расплавленных зон в одном направлении, во втором - во встречных направлениях или в одном направлении, но с использованием образцов кольцеобразной формы. [28]
Процесс зонной плавки осуществляется следующим образом. В результате этого образуются две подвижные границы фазового раздела, на одной из которых происходит плавление материала образца, а на другой - его затвердевание. Благодаря различной растворимости примеси в жидкой и твердой фазах при движении расплавленной зоны вдоль образца в нем происходит перераспределение концентрации примеси. Эффект разделения за один проход расплавленной зоны обычно недостаточен, поэтому процесс зонной плавки повторяют многократно до достижения требуемого распределения примеси по длине образца. В отличие от направленной кристаллизации, при которой необходимо каждый раз удалять определенную часть образца перед повторной очисткой и каждый раз расплавлять оставшийся образец, при зонной плавке повторные проходы расплавленной зоны можно производить без удаления загрязненной части образца. Это становится возможным благодаря тому, что при зонной плавке производится расплавление лишь относительно узкой зоны. [29]
 |
Зонная плавка. [30] |
Страницы: 1 2 3