ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зоиная плавка из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Процесс направленной кристаллизации осуществляется в горизонтальных (рис. ХУ-22, а) и вертикальных (рис. ХУ-22, б) аппаратах. В первом случае контейнер выполняется в виде лодочки, а во втором — в форме цилиндра диаметром от 5 до 30 мм. Материал контейнера зависит от свойств очищаемого вещества (температуры плавления, химической активности). Для органических веществ обычно применяют контейнеры из термостойкого стекла и кварца, для тугоплавких веществ — из керамики и графита. [c.718] Заметим, что равновесное распределение примеси между кристаллической и жидкой фазами возможно лишь при бесконечно малой скорости перемещения контейнера. В реальных условиях равновесие не достигается, поэтому процесс направленной кристаллизации протекает с меньшей эффективностью, зависящей от скорости движения контейнера, коэффициента диффузии, размеров кристаллизующегося образца, степени перемешивания жидкой фазы и других факторов. Степень отклонения от равновесного распределения устанавливается опытным путем. [c.719] Выше уже было отмечено, что в результате направленной кристаллизации достигается определенное распределение примеси по длине образца. Так, если R 1, то передняя (по ходу движения) часть образца обедняется примесью, а остальная часть обогащается ею. Следовательно, на некоторой длине образца о-к = йр, И длина очищенной части образца, где Оц йр, может оказаться весьма малой. Более того, иногда направленная кристаллизация не обеспечивает за один проход требуемой очистки расплава, и тогда прибегают к многократному повторению процесса. При этом, однако, перед каждым новым проходом приходится отделять загрязненную часть образца, что приводит к большим потерям материала. [c.719] Для достижения высокой степени очистки, как уже отмечено, производят несколько проходов расплавленной зоны. С увеличением числа проходов концентрация примеси на одном конце образца возрастает, а на другом — падает. При этом участок повышенной концентрации примеси, имеюш,ий после первого прохода длину одной зоны, с ростом числа проходов п постепенно расширяется в результате обратной диффузии примеси в расплавленную зону. Горизонтальный участок (рис. ХУ-23, б) постепенно сокраш,ается. В итоге после некоторого числа проходов все три участка распределения образуют одну плавную кривую (рис. ХУ-23, в). Предельной степени очистки соответствует п = оо. [c.721] Напомним, что последнее уравнение справедливо для всей длины образца, кроме конечного участка, равного протяженности зоны, где распределение соответствует процессу направленной кристаллизации. [c.722] Заметим, что по мере увеличения числа проходов эффективность разделения за каждый проход постепенно уменьшается, а при достаточном числе проходов она достигает некоторого предела. Последний вызван тем, что в результате движения зоны перенос примеси падает из-за обратной ее диффузии. [c.722] Зонная плавка успешно используется для получения особо чистых веществ (производство полупроводниковых материалов, концентрирование термолабильных веществ, разделение изотопов и др.). Будучи относительно простым, универсальным и очень эффективным, этот процесс имеет также ряд недостатков, к числу которых относятся большая продолжительность, низкая производительность и высокая стоимость. [c.722] Вернуться к основной статье