ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость среднего коэффициента распределения от внешних и внутренних факторов и начальных условий из "Распределение примеси при направленной кристаллизации" Влияние Со на неравновесную кривую распределения примеси при направленной кристаллизации занимает особое место. Дело в том, что в процессе направленной кpи тaллизJЦии изменяется средняя концентрация примеси в расплаве Сь- Это изменение и изменение Со от опыта к опыту в какой-то степени, по крайней мере в отдельных случаях, будут одинаково влиять на кривую распределения. Поэтому в дополнение к 4 гл. П остановимся на некоторых методических особенностях получения информации о распределении примеси в процессе направленной кристаллизации из кривой распределения. [c.84] Будем при заданном V проводить опыты с разными исходными концентрациями примеси Со. Получаемые кривые распределения обрабатываем по уравнениям (4.13) и (4.14) гл. П и находим к и Сь для заданных значений д. Строим графики к— и к—Сь. Можно ожидать реализации трех случаев. [c.85] Кристаллизация, в зонах В я С протекает с выполнением условия (2.4), т. е распределение примеси определяется и средней концентрацией Сь, и исходной Со. Линию, проведенную по начальной точке слитков, назовем окаймляющей. На рис. III.9 окаймляющая кривая изображена тонкой линией. В случае кристаллизации в зоне С окаймляющая линия близка к прямой, в зоне В искривленность окаймляющей линии существенна (рис. III. 12). Для окаймляющей линии пригодно уравнение (2.7). Последнее иллюстрируется рис. 111.11, на котором линия при У=2,5 см/ч относится к окаймляющей. [c.88] Отличие линий k— l в зонах В и С заключается в том, что при кристаллизации в зоне В на линии k—Сь проявляется точка излома. Выще мы назвали ее точкой t, а среднюю концентрацию примеси в расплаве, отвечающую этой точке при начале кристаллизации в области I, обозначили через С (см. рис. III.7). [c.88] ЛИ же кристаллизация начинается в области II, то среднюю концентрацию примеси в расплаве обозначим через . Такое различие в обозначениях обусловлено тем обстоятельством, что при начале кристаллизации в зоне В положение точки t зависит от исходной концентрации примеси (рис. III. 14), а при начале кристаллизации в области I с последующим переходом ее в зону В не зависит. Отметим, что точка t наиболее резко проявляется при начале кристаллизации в области I. Если же кристаллизация начинается в области II, точка t проявляется тем менее отчетливо, чем больще исходная концентрация примеси. [c.89] Но условие y-voo означает переход в область III. [c.89] Для примеси 5г(ЫОз)2 в ЫаЫОз Са = 0,126%. В табл. 1П.6 приведены некоторые параметры, характеризующие кривые распределения вблизи точки г. Видим, что уже почти сразу за точкой г условие (2.15) выполняется, т. е. при кристаллизации в области II превалирующую роль играет частично неизоморфный захват примеси, и условие = не выполняется. [c.91] В предыдущей главе говорилось о характеристике распределения примеси при направленной кристаллизации с помощью от-нощения (1—к) 1(1—д). Оказалось, что это отношение очень чувствительно к распределению примеси при кристаллизации в области II. Кривые 1, 2, 3 на рис. 111.16 относятся к скоростям кристаллизации Уи 2, Уз, причем У1 У2 Уз- На рис. 111.17 приведены конкретные примеры. [c.91] Из двух возможных случаев пересечения неравновесной кривой распределения с равновесной (см. рис. 1.23) всегда проявляется случай б — неравновесная кривая пересекает ординату, отвечающую точке разрыва равновесной кривой распределения (рис. 111.18). [c.91] Мы остановились на основных особенностях распределения 5г(КОз)2 при направленной кристаллизации НаНОз в области И с принудительным перемешиванием расплава вращением контейнера вокруг продольной оси. Если же вращение контейнера отсутствует, то качественная картина не меняется. [c.92] Неоднородное распределение примеси в сечении слитка с вращением контейнера и в его отсутствие происходит по-разному. При кристаллизации в области II с вращением контейнера концентрация примеси в центре слитка больше, чем на его периферии. В сечении слитка мы наблюдаем симметричную картину распределения примеси — умньшение концентрации примеси при радиальном перемещении от центра сечения слитка к его периферии. При кристаллизации в области II без вращения контейнера концентрация примеси в нижней части сечения больще, чем в верхней, т. е. в процессе направленной кристаллизации примесь концентрируется в нижней части слитка. [c.93] Неоднородное распределение примеси в поперечном сечении слитка без принудительного перемешивания расплава, по нашему мнению, может быть объяснено двумя причинами. Во-первых, перед фронтом кристаллизации могут находиться мелкие кристаллики (агрегаты) кристаллизуемого вещества с сорбированной на их поверхности примесью. За счет сил гравитации эти кристаллики оседают вниз перед фронтом кристаллизации, создавая повышенную концентрацию примеси у нижней кромки слитка. Во-вторых, в условиях нашего исследования конвективные потоки в расплаве движутся вниз относительно линии фронта кристаллизации. Если перед фронтом кристаллизации образуется обогащенный примесью слой, то указанные потоки будут смывать его вниз, образуя повышенную концентрацию примеси у нижней кромки слитка. Возможно, обе эти причины действуют одновременно. [c.94] Причины неоднородного распределения примеси в поперечном сечении слитка с принудительным перемешиванием расплава вращением контейнера, видимо, гораздо сложнее. Для их детализации экспериментальных данных пока недостаточно. [c.94] Для зон В и С при заданной скорости кристаллизации к зависит от Со и Сь. [c.94] Заметим, что для зоны А в уравнении (3.3) вместо Со может фигурировать любая средняя концентрация примеси в расплаве. В зонах В и С уравнение (3.3) относится только к окаймляющей кривой. [c.95] Уточнение (3.14) производилось для опытных данных с малым значением ко. В этом случае разницы между 1 и 1— о практически нет, и уточнение (3.14) не противоречило опытным данным. [c.98] Слиток разрезался сечениями, перпендикулярными его продольной оси, на алмазном круге непосредственно в стеклянной ампуле (контейнере) на 10—11 образцов длиной 16—18 мм каждый. Полученные образцы осторожно извлекались из стеклянных колец и помещались в матрицу из эпоксидной смолы ЭД-20. Затем они подвергались шлифовке. После шлифовки образцы в течение 5 мин полировались на стекле с одновременным травлением водно-спиртовой (1 2) смесью. Подобранный травитель позволял выявить субструктуру поверхности образцов. Для определения плотности дислокаций использовался другой травитель, представляющий из себя насыщенный раствор NaNOs в этаноле с добавлением одной капли насыщенного раствора 0SO4 в эталоне [6]. После травления образцы сушились на воздухе и рассматривались в микроскоп МИМ-7 (ХЮО). [c.99] В предыдущей главе величина i/ша оценена нами в 7 см/ч. Приведенные выше результаты показывают, что эта скорость является особенной и к проявлению структуры слитков из чистого NaNOs. [c.99] С субструктурой (симметрично-ячеистой, несимметрично-ячеистой и дендритной). Оказалось, что начало возникновения ячеистой структуры слитка и положение линии л-точек на У—Съ диаграмме, найденное по кривым распределения, в пределах погрешности наших опытов совпадают (рис. 111.26). Светлыми точками отмечены значения Сг при каждой соответствуюшей Уг. Кружки с буквой с отвечают точкам возникновения симметрично-ячеистой структуры, н — несимметрично-ячеистой и д — дендритной. [c.100] Вернуться к основной статье