Коэффициент распределения примеси при кристаллизации

В настоящее время равновесные коэффициенты распределения при кристаллизации из расплава определяют на основании уравнения Бартона, Прима и Слихтера [1] [c.15]

Распределение примесей при кристаллизации. В процессе кристаллизации растворенное вещество (примесь) распределяется между твердой и жидкой фазами и концентрация его, как правило, в обеих фазах различна. Отношение концентрации растворенного вещества в твердой фазе ( ,,5,) к концентрации его в жидкой (С ) называется коэффициентом распределения [c.61]

При выделении вещества из раствора в виде капель масла образуется система из двух жидких фаз с большой поверхностью соприкосновения в результате этого примесь, которую стараются удалить, будет в значительной мере извлекаться веществом из раствора, если коэффициент распределения примеси между растворителем и расплавленным веществом окажется в пользу последнего, что обычно и наблюдается. Вещество, выделяющееся в жидком состоянии, кроме примесей, также извлекает некоторое количество растворителя-. Таким образом, после наступающей при дальнейшем охлаждении кристаллизации получают сильно загрязненное вещество. [c.52]

Определяющий возможность и эффективность процесса концентрирования коэффициент к может быть найден расчетным путем по известному значению ко с использованием теоретической зависимости [1004] между эффективным и равновесным коэффициентами распределения примеси. Значение последнего можно оценить, изучая фазовую диаграмму состояния бинарной системы основное вещество — примесь в области, близкой к ординате чистого основного вещества. Таким путем, например, даны оценки ко и проведено деление примесей на группы по поведению их при направленной кристаллизации алюминия [1210], висмута [376], цинка и кадмия [133]. Однако диаграммы состояния известны для ограниченного числа систем, в частности, металлических [135, 856, 917], и, кроме того, они недостаточно точны в области очень малых содержаний примеси. Поэтому оценка величин равновесных коэффициентов распределения некоторыми авторами [22, 406, 631] проводится на основании эмпирических зависимостей. [c.259]

Примесь растворима в твердых фазах, а предельные коэффициенты распределения могут быть как больше, так и меньше единицы. В этом случае нельзя предсказать, в какую сторону и на какую величину изменится температура кристаллизации эвтектики. Возможен даже случай, когда АТ = 0. [c.284]

Зонная плавка — метод разделения и очистки, основан на расплавлении узкого участка зоны смеси разделяемых веществ и последующем медленном продвижении расплавленной зоны вдоль стержня загрузки. Скорость движения зоны 1 — 2 мм/мин. При этом на одной поверхности раздела твердой и жидкой фаз происходит кристаллизация вещества, на другой — расплавление новой порции материала. Продвижение расплавленной зоны повторяют несколько раз. Разделение и очистка происходят за счет перераспределения веществ между соприкасающимися твердой и жидкой фазами, растворимость примесей в которых различна на одной поверхности кристаллизуется чистое вещество, на другой — концентрируется примесь, направление процесса зависит от коэффициента распределения [31]. [c.11]

В многокомпонентной системе растущий кристалл отталкивает посторонние компоненты, которые скапливаются перед растущей поверхностью. Если константа распределения данного компонента к меньше единицы, то его концентрация у растущей поверхности будет выше его концентрации в объеме. Наоборот, при к > 1 компонент поглощается кристаллом и его концентрация у растущей поверхности будет ниже концентрации в объеме. Таким образом, при к > 1 диффузионный поток компонента направлен из жидкой фазы к кристаллу, а при к <. —в обратном направлении. Как правило, в многокомпонентной системе к больше единицы для частиц, формирующих кристалл, и меньше единицы для растворителя. Коэффициенты распределения других примесей могут иметь любые значения. При очень медленном росте, осуществляющемся в почти равновесных условиях, влияние диффузии пренебрежимо мало. Однако во многих случаях диффузия очень важна. Представив в такой системе концентрацию примеси как функцию расстояния от поверхности кристалла (фиг. 3.11), легко видеть, что из-за отталкивания примеси ее концентрация с,- у поверхности раздела фаз выше ее концентрации в объеме жидкой фазы С . На фиг. 3.12 изображена диаграмма состояния системы кристалл — примесь. Сопоставляя кривую ликвидуса на фиг. 3.12 и состав из фиг. 3.11, легко построить, как на фиг. 3.13, график изменения температуры плавления у растущей поверхности в зависимости от расстояния для разных составов. Как легко видеть, температура плавления уменьшается с приближением к поверхности кристалла. Пунктирные линии АВ и А В изображают два разных температурных градиента в растворе. При большем градиенте АВ нигде перед фронтом кристаллизации нет переохлаждения при меньшем градиенте А В перед этим фронтом есть область переохлаждения СВ с тенденцией к кристаллизации. В области СВ существует концентрационное переохлаждение [26] ). Легко видеть, что большие температурные градиенты, легко достижимые, например, при вытя- [c.126]

Предположим, что в системе основное вещество — примесь агрегаты, образуемые основным веществом, обладают повышенной способностью адсорбировать примеси. Для упрощения допустим, что равновесный коэффициент распределения примеси равен нулю, т. е. при кристаллизации в равновесной области примесь твердой фазой не захватывается вовсе. Тогда примесь в расплаве будет находиться в двух состояниях адсорбированная на поверхности агрегатов и в пространстве между агрегатами. Возникновение общего неоднородного концентрационного профиля примеси в расплаве также будет иметь две причины, обусловленные указанными состояниями примеси в расплаве. Если кристаллизация происходит при малом градиенте температуры в расплаве у фронта кристаллизации, то возникновение неоднородного концентрационного профиля агрегатов в расплаве, вызванное неоднородностью температурного поля, может быть незначительным. Тогда возможны четыре типа соотношений между концентрационными профилями примеси в расплаве (рис. IV. 11). [c.130]

Обратимся теперь к направленной кристаллизации. Если в жидкости примесь распределена однородно и выделяющаяся малая порция твердого тела находится равновесии с жидкостью, то при кристаллизации жидкости доэвтектического состава зависимость коэффициента распределения к от доли кристаллизующегося слитка схематично можно изобразить рис. 3. [c.252]

Из теорий, описывающих зависимость эффективного коэффициента распределения от скорости кристаллизации, наибольшее распространение получила теория Бартона, Прима и Слихтера [55]. Согласно этой теории кристаллизация представляет собой гетерогенный процесс, складывающийся из обмена атомами (молекулами) на межфазовой границе и переноса избыточных атомов второго компонента (при Хо<1) или основного компонента (при /Со>1) но объему жидкой фазы. [c.44]

Анализ структуры этого участка диаграммы состояния чрезвычайно труден. Задача облегчается тем, что обычно в процессе кристаллизации большинство примесей оттесняется существенна легче, чем так называемая лимитирующая примесь, обладающая наиболее неблагоприятным значением коэффициента распределения. Таким образом, задача прогнозирования эффективности кристаллизационной очистки может быть сведена к анализу участка диаграммы состояния системы основное вещество—лимитирующая примесь в области малых концентраций второго компо-нента. [c.19]

Однако применение характеристических коэффициентов распределения для расчета результатов анализа с предварительным кристаллизационным концентрированием имеет существенные преимущества по сравнению с приемами, основанными на использовании эмпирических зависимостей С от Ср. Прежде всего, нужно отметить теоретическую обоснованность величины к , ее связь с эффективным и равновесным коэффициентами распределения (см. разд. 2.7). Как уже отмечалось, примесь, оттесняемая в расплав, оказывает своеобразное буферное действие на значения к , которые, как правило, мало зависят от д или даже остаются практически постоянными вплоть до конца кристаллизации. Существенно и то, что /с -единственный эмпирический параметр, необходимый для описания взаимосвязи Сд и С , тогда как уравнения (83) и (129) включают несколько параметров. [c.81]

Присутствие примеси рубидия, содержащего 27,2% естественного радиоактивного изотопа "Rb, делает невозможным получение низкофоновых сцинтилляционных монокристаллов на основе иодида цезия. Та же примесь в монокристаллах бромида калия влияет на их оптические и механические свойства. Известные приемы аналитического концентрирования в данном случае не могут быть использованы из-за близости физико-химических свойств макро- и микрокомпонентов. Малоэффективен и такой физический метод обогащения, как направленная кристаллизация солевого расплава, поскольку безводные иодиды цезия и рубидия, а также бромиды калия и рубидия образуют непрерывные ряды твердых растворов, а радиусы ионов примеси и основы в обеих системах различаются всего на 12%. Этому соответствуют высокие значения (s 0,7) равновесных коэффициентов распределения примеси рубидия при направленной кристаллизации иодида цезия и бромида калия из расплава (см. табл. 3). [c.138]

В зависимости от величины коэффициента распределения различают два варианта перераспределения примеси по длине образца. Если эта примесь понижает температуру плавления образца, то она концентрируется преимущественно в расплавленной зоне, передвигаясь с ней (рис. Х-1, 6). Такая картина наблюдается в случаях, когда растворимость примеси в жидком состоянии больше, чем в твердом, т. е. при А о< 1. В результате перехода примеси в жидкую фазу ее концентрация в твердой фазе, образующейся после прохода расплавленной зоны, понижается. Наибольшая степень очистки при этом достигается в начале образца, где концентрация примеси в расплавленной зоне наименьшая. При продвижении зоны вдоль образца происходит постепенное накапливание примеси в ней соответственно фазовому равновесию повышается также ее концентрация в твердой фазе. Далее наступает момент, когда концентрация примеси в твердой фазе достигает ее исходного уровня в образце Ср. При дальнейшем движении зоны обычно концентрации примеси в образующейся кристаллической фазе и в зоне остаются некоторое время неизменными. При этом Ск = и концентрация в зоне равна Ср/к . На конце образца, равном длине зоны, происходит затвердевание материала по законам направленной кристаллизации, сопровождающееся быстрым возрастанием концентрации примеси. [c.240]

Различие между эффективным и равновесным коэффициентом распределения возникает из-за того, что при конечной скорости движущийся фронт кристаллизации оттесняет примесь (при к< 1) быстрее, нежели она успевает продиффундировать в глубь расплава. Поэтому впереди фронта кристаллизации возникает слой, обогащенный примесью, называемый диффузионным (рис. 31). При этом содержание примеси в кристалле также увеличивается и становится больше равновесного из-за повышения ее концентрации в диффузионном слое (с на рис. 31). Но все дело в том, что Схв—с в с —с, а потому к Ф к. [c.70]

Если жидкость интенсивно перемешивается, можно считать ее однородной по составу во всем объеме системы. В том случае, когда коэффициент распределения больше единицы, примесь будет сосредоточиваться в твердой фазе, а расплав — очищаться от нее. Когда же О меньше единицы, примесью будет обогащаться расплав, а кристаллы будут содержать меньше примеси, чем исходное вещество. Изучению направленной кристаллизации в последнее время уделяется много внимания [1, с. 89—92 10, 11 ]. Оно обусловлено все возрастающей значимостью этого метода очистки. [c.326]

Возможен также расчет коэффициентов распределения приме-еГхей при кристаллизации систем, образующих непрерывный ряд вердых растворов. Исследования изменения коэффициентов рас-ределения примесей в зависимости от концентрации раствора (бора и цинка в системе Ое—51 [12, 13], цинка и теллура в системах пАз—СаАз[14] и 1п5Ь—Оа5Ь [15]) позволили обнаружить отрицательное отклонение этой зависимости от аддитивности. Качественное рассмотрение наблюдаемых зависимостей может быть проведено в рамках термодинамики растворов. [c.17]

Выполнены экспериментальные измерения эффективных коэффициентов распределения при кристаллизации из расплава органических систем нафталин— нафтол и парадихлорбензол—парадибромбензол. Показано, что наблюдаются зна-чите-чьные величины захвата маточного расплава поверхностью раздела кри-сгдлл—расплав, которые в системе нафталин—р-нафтол достигают значений 0,4-Использование уравнения Бартона, Прима, Слихтера для определения равновесных коэффициентов распределения, не учитывающего захвата маточного расплава, может приводить к существенным ошибкам. [c.265]

Примесь серы (в виде сульфата) тоже имеет коэффициент распределения меньше единицы и оттесняется в конец слитка. Примесь кислорода (в виде закиси) оттесняется в конец слитка в меньшей степени. При кристаллизации хлорида таллия примеси железа и кадмия имеют коэффициенты распределения меньше единицы. Оптимальная скорость кристаллизации при очистке TlHal 3 мм/ч [218]. Лучшие результаты очистки получаются при направлении кристаллизации на вертикальных установках сверху вниз облегчается оттеснение примесей, присутствующих в расплаве в виде взвеси и обладающих большей плотностью. В основном это продукты разложения TlHal [219]. [c.360]

Распределение примеси в вытягиваемом из расплава слитке описывается уравнением (41). Уравнения (41—43) справедливы при соблюдении ряда условий — так называемых Пфановских приближений. Во-первых, коэффициент распределения — величина постоянная и не зависит от концентрации. Это отвечает предположению, что в диаграмме состояния системы основное вещество — примесь линии ликвидуса и отвечающая ей линия солидуса твердого раствора — прямые линии. Такое предположение оправдано только в области малых концентраций, и коэффициент распределения, вообще говоря, является функцией концентрации примеси. Во-вторых, диффузия в твердой фазе настолько мала, что ею можно пренебречь. В-третьих, примесь распределена по всему объему жидкой фазы равномерно. Так как фронт кристаллизации движется со скоростью, превышающей скорость диффузии примеси в расплаве, перед фронтом кристаллизации образуется слой, обогащенный примесью (когда коэффициент распределения меньше единицы), или, наоборот, обедненный примесью. Содержание примеси [c.201]

Примесь, находящаяся в растворе в ионной или молекулярнодисперсной форме, может попадать в кристаллы в виде включений маточного раствора и компонента твердого раствора с основным веществом. Отношение концентраций примеси (в расчете на основное вещество) в кристаллическом продукте и в оставшемся маточном растворе называется коэффициентом распределения (R). Очевидно, только при R < 1 кристаллизация будет сопровождаться очисткой основного вещества от примеси и ее концентрированием в маточном растворе. При R = 1 концентрация примеси в кристаллическом продукте останется той же, что и в исходном растворе, а при R > 1 она будет концентрироваться в кристаллическом продукте и убывать в маточном растворе. Отношение концентрации примеси в кристаллическом продукте Дпк и растворенном веществе в маточнике называется к о э ф- [c.690]

Уравнения (14) — (16) справедливы при соблюдении ряда условий (так называемых пфанновских приближений). Во-первых, коэффициент распределения — величина постоянная и не зависит от концентрации. Это отвечает предположению, что в диаграмме состояния системы основное вещество — примесь линия ликвидуса и отвечающая ей линия солидуса твердого раствора — прямые линии. Такое предположение оправдано только в области малых концентраций, и коэффициент распределения, вообще говоря, является функцией концентрации примеси. Во-вторых, ди( узия в твердой фазе настолько мала, что ею можно пренебречь. В-третьих примесь распределена по всему объему жидкой фазы равномерно. Так как фронт кристаллизации движется все-таки со скоростью, превышающей скорость диффузии примеси в расплаве, перед фронтом кристаллизации образуется слой, обогащенный примесью (когда коэффициент распределения меньше единицы), или, наоборот, обедненный примесью (когда ее коэффициент распределения больше единицы). Сод жание примеси в выделяющейся твердой фазе будет определяться ее концентрацией не во всем объеме расплава, а только в этом граничном слое. Поэтому реально наблюдаемый коэффициент распределения (так называемый эффективный коэффициент распределения — отношение концентрации примеси в твердой фазе к средней концентрации примеси в расплаве) будет отличаться от теоретического, определяемого диаграммой состояния. Значение эффективного коэффициента распределения всегда лежит между значением равновесного коэффициента и единицей. Эффективный коэффициент зависит от скорости кристаллизации, коэффициента диффузии примеси в расплаве и толщины диффузионного слоя, т. е. от условий перемешивания расплава в зоне. Эта зависимость определяется уравнением, выведенным Бартоном, Примом и Слихтером [93] [c.384]

Методика работы с хлоридами, находящимися при комнатной температуре в жидком состоянии, заключалась в следующем. Стеклянную пробирку, снабженную системой кранов и ампул для отбора проб, откачивали до остаточного давления 10 2 мм рт. ст. и заполняли исследуемым хлоридом (10—15 мл). Затем с помощью системы протяжки пробирку с заданной скоростью опускали в криостат, охлаждаемый жидким азотом (при проведении направленной кристаллизации треххлористого галлия, имеющего температуру плавления -f78° , пробирку с веществом помещали в электропечь криостат имел температуру, близкую к комнатной). Во всех опытах жидкая фаза подвергалась принудительному перемешиванию для обеспечения равномерного состава. Перемешивание осуществляли никелевой мешалкой, подвешенной в магнитном поле вращающегося кольцевого магнита. Процесс кристаллизации прекращали, когда оставалось незакрп-сталлизованным 5—10% вещества. Для смеси одного состава проводили серию опытов, меняя скорость кристаллизации и долю незакристаллизовавшейся жидкости. Эффективный коэффициент распределения вычисляли по известному уравнению [5], описывающему распределение примеси по длине слитка при направленной кристаллизации. Для определения равновесного коэффициента распределения проводили экстраполяцию зависимости эффективного коэффициента от скорости кристаллизации к нулевой скорости по уравнению Бартона— Прима — Слихтера [6]. [c.105]

Рассмотрены вопросы нрименимости метода противоточной кристаллизации из расплава для глубокой очистки хлоридов бора, титана, германия, галлия от некоторых примесей. Определены равновесные значения коэффициентов распределения в системах хлорид элемента — примесь и обсуждены возможности применения колонн двух типов перемещения кристаллов для процессов очистки. Рис. 2, библ. 10 назв. [c.232]

Применение больших скоростей перемещения зоны приводит к снижению эффективности разделения. Когда коэффициент распределения меньше единицы, перемещение зоны должно быть достаточно медленным, чтобы примеси из кристаллизующейся части зоны успели переместиться и продиффуидировать в плавящийся слой. Кроме того, скорость зоны должна обеспечивать возможность ориентации молекул основного компонента так, чтобы способствовать росту кристаллической решетки. Наконец, перемещение зоны не должно быть слишком быстрым еще и потому, что в таком случае образовавшиеся кристаллы основного компонента могут захватывать во время их быстрого роста жидкость с повышенной концентрацией примеси. При высокой степени очистки на подвижной поверхности раздела жидкой и твердой фаз должны образовываться крупные кристаллы правильной формы. Когда кристаллизуются металлы из расплава, их атомы образуют элементарную решетку. Так как каждый атом имеет сферическую форму, то как только центр его займет удобное положение, атом может располагаться независимо от ориентации. Поэтому при выборе скорости передвижения зоны для металлов важным фактором является диффузия примеси из фронта кристаллизации. Теория диффузии в применении к зонной очистке разработана рядом ученых (Бауртон, Прими, Шлифтер, 1953 Пфанн, 1958) [c.39]

Согласно соотношениям (4.4.8) и (4.4.13) внешнекинетический режим можно выявить, сопоставляя значения при разных интервалах от момента введения примеси в раствор до начала кристаллизации (т. е. при разных временах старения раствора примеси). При малых временах старения раствора коэффициент захвата К будет близок к коэффициенту распределения исходной формы примеси, так как ее состояние в растворе не успеет измениться. Если же примесь ввести в раствор задолго до начала кристаллизации, то в растворе накапливаются формы, сорбирующиеся иначе, чем исходная, и значение изменится. Зависимость коэффициента от времени старения раствора служит признаком внешнекинетического режима. [c.124]

При изучении элементарного акта равновесного захвата исследуют [57] зависимость коэффициента распределения от концентрации примеси и кристаллизанта при постоянной температуре (изотерму сокристаллизации), а также температурную зависимость этого коэффициента при неизменной концентрации примеси (изо-стеру сокристаллизации). Данные об изотермах дают возможность определить, какова стехиометрия перехода молекул примеси и кристаллизанта в твердую фазу и, следовательно, как располагается примесь в кристаллической решетке. Изостера позволяет определить изменение свободной энергии при сокристаллизации, а значит получить представление о состоянии молекул примеси в твердой фазе, связанном с этой свободной энергией [58]. После этого изучают неравновесные состояния системы. При этом обычно устанавливают, зависит ли эффективный коэффициент захвата от скорости кристаллизации в условиях интенсивного перемешивания среды (при Ке > >10 ). Если такая зависимость обнаружена, то далее следует определить, не влияет ли на захват оствальдово созревание или диффузионное межфазовое перераспределение ранее захваченной примеси. Для этого, используя метод потоков, регистрируют изменение концентрации С примеси в среде в ходе сокристаллизации, причем в определенный момент процесса в систему вводят индикатор примеси и далее также наблюдают за его концентрацией С в среде. По данным об изменении концентрации примеси в среде до введения индикатора находят результирующий ноток примеси в твердую фазу в момент добавления индикатора [c.262]

Обнаруженное изменение К по длине образца можно объяснить зависимостью коэффициента распределения от скорости перекристаллизации и зависимостью длины расплавленной зоны и скорости перемещения фронта кристаллизации от положения нагревателя. Резкое отличие кривой распределения 3 на рис. 46 б от остальных кривых, по-видимому, связано с тем, что условиям перемешивания расплава при кристаллизации больше соответствует модель Тиллера, чем модель Бартона, Прима и Слихтера. [c.111]

Как видно из этого рисунка, даже в случае интенсивного перемешивания расплава зависимости эффективного коэффициента распределения 0Т( скорости кристаллизации в полулогарифмических координатах не спрямляются, как это должно бы иметь место по формуле Бартона, Прима, Слихтера, в связи с чем нельзя воспользоваться этими зависимостями для определения равновесного коэффициента распределения. Отклонение приведенных зависимостей от линейных можно объяснить захватом маточного )асплава неплоской поверхностью раздела кристалл—расплав 4]. Наиболее близка к линейной эта зависимость в случае интенсивности перемешивания п — 1470 об/мин. Можно, по-видимому, предположить, что в этом случае поверхность раздела фаз близка к плоской. Тогда можно воспользоваться формулой (1) для оценки отношения бд/О, которое равно в данном случае 0,21-10. Экстраполяция зависимости эффективного коэффициента распределения от скорости кристаллизации при интенсивности перемене [c.16]

Таким образом, из изложенного выше видно, что формула Бартона, Прима и Слихтера может быть использована для определения кд только при скоростях кристаллизации меньше критических, т. е. когда плоский фронт кристаллизации устойчив. Область устойчивости плоского фронта кристаллизации широка только для микропримесей, в остальных случаях (особенно это касается расплавов с высоким содержанием второго компонента) для правильной оценки равновесного коэффициента распределения необходимо создавать условия для уменьшения величины захвата маточного расплава, т. е. проводить процесс кристаллизации в условиях интенсивного перемешивания расплава. [c.18]

На основе проведенных исследований показано, что для правильной оценки равновесных коэффициентов распределения с использованием уравнения Бартона, Прима, Слихтера необходимо проводить процесс кристаллизации в условиях интенсивного перемешивания и значительного пзрзгрева расплава. [c.265]

Анализируются различные варианты структуры участка диаграммы состояния системы основное вещество—примесь в области малых концентраций второго компонента. Устанавливается взаимосвязь вида диаграммы состояния о коэффициентом распределения и его концентрационной зависимостью при кристаллизации из расплава. Оценивается влияние рассмотренных факторов на эффективность процессов кристаллизационной очистки. Показывается целесообразность учета особенностей взаимного расположения линий фазового равновесия при выборе оптимального сочетания кристаллизации с другими мэтодами глубокой очистки. Иллюстраций 3. Библ. 9 назв. [c.265]

Изложенная модель хорошо согласуется с рассмотренными в разд. 6.1.1. данными о зависимости коэффищ1ентов распределения от скорости кристаллизации и присутствия маскирующих добавок. Обнаруженный факт стремления к нулю эффективных коэффициентов распределения примесей [182] нельзя считать особенностью только ВСЭ. Близкие к нулю оценки получены авторами работ [187] для органических эвтектикообразующих систем и работы [194], посвященной кристаллизации Ва(МОз)2 с примесью РЬ(КОз)2 из водного раствора. В работе [195] показано, что при выращивании монокристаллов корунда примесь хрома при малых содержаниях почти не входит в кристаллическую решетку основного компонента, а лишь декорирует дефекты структуры. По-видимому, и в этом случае /с->0 при/ 0. Однако стремление к к нулю не означает, что при /= О примесь совершенно не будет захватываться твердой фазой. По мнению авторов работы [187] при этих условиях возможен небольшой захват примесей за счет механического растрескивания слитка вследствие тепловых напряжений и диффузии примеси по границам зерен поликристаллического слитка . Для практического использования важно лишь то, что при достаточно малых скоростях кристаллизации любых ВСЭ коэффициенты распределения всех примесей мало отличаются от нуля. [c.112]

Направленная и противоточная кристаллизация использовались также для исследования равновесия расплав—кристалл для систем на основе треххлористого бора [20]. Показано, что наиболее трудно уда-тяемые методом ректификации примеси хлорорга-нических веществ илшют большее значение коэффициента распределения, чем при равновесии жидкость—пар для тех же систем. Исследование данных равновесных состояний расплав-кристалл позволили разработать способ глубокой очистки треххлористого бора и галлия противоточной кристаллизацией из расплава [15, 21], который в отличие от зонной плавки и нанрав-ленной кристаллизации является противоточным процессом и легко может быть осуществлен в непрерывном варианте. Образец треххлористого бора, очищенного этим методом, содержал наиболее трудно удаляемую примесь фосгена в количестве менее чем 3-10 %. Таким же методом была проведена очистка трехх.тори-стого галлия [15]. При этом был получен продукт с содержанием примесей железа и мышьяка на уровне 2-10 %. [c.36]

Процесс роста кристалла сам по себе уже является отклонением от равновесных условий и количественно внедрение примесей в кристалл описывается не равновесным коэффициентом распределения, а некоторым эффективным коэффициентом распределения, который определяется как отношение концентрации примесей в твердой фазе к концентрации прикесей в жидкой фазе. Отклонение коэффициента распределения от его равновесного значения вызывается тем, что при направленной кристаллизации жидкая фаза уже не является гомогенной по своему составу. Для того чтобы установить зависимость величины эффективного коэффициента распределения примеси от условий выращивания кристалла, рассмотрим, что происходит на границе раздела между твердой и жидкой фазами. В начальный момент времени концентрация примеси С имеет одно и то же значение по всему объему расплава, если (как принимаем) примесь не испаряется из него. Введем в расплав монокристаллическую затравку из чистого исследуемого материала и начнем выращивание кристалла с некоторой небольшой скоростью. Примем, что коэффициент распределения примеси меньше единицы (К<1). Как только начинается рост кристалла, концентра-308 [c.308]