Неконсервативные процессы

Фиг. 2.11. Некоторые консервативные и неконсервативные процессы выращивания кристаллов из раствора.

Мы ограничим понятие нормальной кристаллизации ростом из системы жидкость — твердая фаза, в которой через расплав движется единственная граница раздела между жидкой и твердой фазами. Все способы нормальной кристаллизации относятся к неконсервативным процессам. Например, в процессе роста может происходить испарение. И наоборот, все процессы консервативного роста не относятся к способам нормальной кристаллизации. Расплав можно охлаждать в условиях такого нерегулярного температурного профиля, что зародышеобразование будет происходить одновременно во многих местах. Тогда поликристаллическая масса образуется в консервативных условиях, но не путем нормальной кристаллизации. Подобным же образом неконсервативный рост может происходить как в условиях нормальной кристаллизации, так и без нее. [c.71]

В неконсервативных процессах материал можно вводить в расплавленную зону или выводить из нее посредством любого процесса, кроме кристаллизации [11]. Один из путей, посредством которого система перестает быть консервативной, состоит в улетучивании паров. Все твердые и жидкие тела характеризуются равновесным давлением паров. Но когда давление низкое или когда система относится к закрытым, так что испарение сравнительно небольшого количества вещества приводит к установлению равновесного давления пара, рост кристалла становится консервативным по отношению к улетучиванию. Рост будет консервативным по отношению к улетучиванию паров и в том случае, когда приняты те или иные меры для поддержания равновесного давления пара за счет какого-то источника, каким не может быть ни расплав, из которого растет кристалл, ни сам такой кристалл. Обычный способ ведения неконсервативного процесса роста заключается в том, что вводимое вещество расплавляют в зоне плавления в процессе кристаллизации. [c.76]

НЕКОНСЕРВАТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ [c.88]

Если кристаллы выращивают из многокомпонентной системы посредством того или иного неконсервативного процесса вида твердая фаза — жидкость, то можно непосредственно пользоваться методиками, приведенными на фиг. 2.6, с заменой полей жидкой фазы полями раствора. В любом случае растворенное вещество переходит из источника в раствор при более высокой температуре, чем температура кристаллизации на затравке. Точка, где происходит растворение, обозначена на фиг. 2.6 цифрой I, а область роста — цифрой 2. Если при зонной плавке в многокомпонентной системе создать температурный градиент, постоянный по всему слитку, как это показано на фиг. 2.11,6, то зона сможет перемещаться самопроизвольно. Этот метод называют методом зонной плавки с градиентом температуры [22] (этот способ рассматривается дальще в разд. 5.5). На фиг. [c.87]

Выращивание посредством реакции может быть как консервативным, так и неконсервативным процессом, но, как правило, применяют неконсервативные процессы, особенно когда нужны крупные кристаллы. [c.92]

Неконсервативные процессы направленной кристаллизации, в которых наряду с взаимодействием твердая фаза — жидкость имеет место взаимодействие жидкость — внешняя среда, значительно сложнее, чем консервативные процессы. Однако они также интересны для физико-химических исследований. Разработка рациональных методов расчета концентраций применительно к простейшим моделям таких процессов — первый, но необходимый шаг на пути к пх использованию в физико-химическом анализе. [c.60]

Однократные неконсервативные процессы [c.88]

Обмен летучим компонентом между перекристаллизуемым веществом и окружающей средой особенно характерен для бестигельной зонной перекристаллизации тугоплавких металлов, для синтеза и выращивания монокристаллов многих полупроводниковых соединений, для легирования полупроводников при контакте с газовой фазой. Такой обмен имеет место во многих других неконсервативных процессах направленной кристаллизации. Легирующее или экстрагирующее действие на перекристаллизуемое вещество может оказывать покровный флюс. Для физико-химического анализа такие процессы представляют большой интерес, так как наряду с данными по равновесиям твердая фаза — жидкость они позволяют получать информацию о равновесиях твердая фаза — пар, жидкость — пар и т. д. Вместе с тем из-за усложнения характера фи-зико-химического взаимодействия системы со средой обработка результатов направленной кристаллизации становится более трудоемкой. Это особенно относится к зонной перекристаллизации как процессу многократному. Однако именно многопроходная зонная перекристаллизация позволяет в полной мере выявить относительно слабые эффекты межфазового взаимодействия. [c.88]

Несмотря на разнообразие перечисленных выше неконсервативных процессов кристаллизации, все они при определенных допущениях поддаются единому теоретическому анализу. [c.88]

Использование неконсервативных процессов направленной кристаллизации расширяет возможности программированного выращивания эталонных образцов постоянного состава. Дифференциальное уравнение программного изменения К для процесса выращивания однородных кристаллов по методу Чохральского с испарением летучего компонента в вакууме следующее [90] [c.95]

Выражения (11.100) и (11.101) справедливы для любого консервативного процесса направленной кристаллизации, однократного или многократного. Для неконсервативного процесса эти выражения переходят в следующие [c.104]

Методы расчета коэффициентов распределения и коэффициентов взаимодействия для неконсервативных процессов направленной кристаллизации, разработаны значительно слабее. [c.114]

Вещества, концентрация которых изменяется только путем разбавления, называют консервативными вещества, концентрация которых изменяется вследствие указанных выше химических, физико-химических и биохимических процессов, — неконсервативными. Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водоем, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения составляет обезвреживающую способность водоема. [c.7]

Примером особенно мощного неконсервативного процесса, используемого для очистки и выращивания монокристаллов, служит зонная плавка, изобретенная Пфанном [16]. При горизонтальной зонной плавке материал находится в лодочке, как показано на фиг. 2.6, а, где поддерживают такой температурный профиль, чтобы создать узкую расплавленную зону. Эту зону довольно медленно перемещают вдоль лодочки, чтобы осуществить очистку от примеси или в отдельных случаях гомогенизировать состав. К зонной плавке часто прибегают и для выращивания монокристаллов. Если требуется дальнейшая очистка, то расплавленную зону возобновляют на переднем конце лодочки и процесс повторяют (делают еще один проход). Можно произвести затравливание, поместив затравку в переднюю часть лодочки и образуя зону таким образом, чтобы не расплавить затравку полностью. [c.76]

Иногда в понятие системы включают лишь часть вещества, которая первоначально находилась в расплавленном состоянии [65, с. 76]. Такая систехма будет консервативной, если при направленной кристаллизации не будет обмена с внешней средой, в том числе подпитки твердым веществом. При таком подходе к неконсервативным процессам следует отнести все зонные процессы. [c.54]

Завершая рассмотрение явлений, осложняющих кристаллизационное концентрирование примесей из расплавов при повышенных температурах, следует отметить необходимость тщательного контроля баланса примеси и основы до и после кристаллизации в процессе разработки методики анализа. Рассмотренные в этой главе приемы позволяют во многих случаях оценивать, а затем устранять или сводить к минимуму нарушения такого баланса. При сравнительно небольшой и достаточно воспроизводимой степени неконсервативности процесса возможно внесение поправок в результаты анализа (это было сделано, например, при определении нитрит-ионов в ИКОз-ЗНгО). Как будет показано в разд. 6.4 (на примере определения хлорат-ионов в КС1), нарушения баланса примеси можно учитывать также при помощи эмпирической зависимости kl от i. [c.102]

Проведение управляемой кристаллизации при относительно низких температурах сводит к минимуму вероятность появления значимых систематических погрешностей, которые обусловлены неконсервативностью процесса концентрирования и были рассмотрены в предыдущей главе. В разделах 3.3 и 4.3 уже проводились примеры аналитического концентрирования различных примесей (в том числе термически неустойчивых) из расплавов низкоплавких органических соединений и некоторых металлов. Данная глава посвящена низкотемпературным вариантам кристаллизационного концентрирования микрокомпонентов из водно-солевых растворов эвтектического состава и расплавов кристаллогидратов неорганических солей. [c.102]

Результаты проверки методики по схеме введено-найдено показали, что систематические погрешности незначимы, а уровень случайных погрешностей такой же, как при использовании прямой методики анализа для массовой доли lOj 2,5-10 Ч-2,3 10 И =1,01 sw = = 0,1 f = 0,58 < t (Р = 0,95 v = 16) = 2,12. Эти данные, в частности, показывают, что использование зависимости к от С позволило элиминировать неконсервативность процесса концентрирования хлоратов и устранить появление значимых систематических погрешностей. Оценки Сн и Сн для этой методики приведены в табл. 29. [c.147]

Методу кристаллизационного концентрирования примесей из солевого или металлического расплава кроме возможной неконсервативности процесса (см. гл. 5) присущи и некоторые ограничения принципиального характера, которые были рассмотрены в гл. 2. Одно из них связано с относительно высокими значениями равновесных коэффициентов распределения изоморфных примесей. Еще одно ограничение обусловлено тем, что эффективные (а, значит, и характеристические) коэффициенты распределения микрокомпонентов при умеренном перемешивании расплава довольно быстро возрастают с увеличением скорости кристаллизации. Это вьшуждает использовать малые значения / и определяет сравнительно больш)то длительность процесса концентрирования. В области малых значений Ср, сравнимых с концентрацией структурньк дефектов на границе раздела фаз, равновесные коэффициенты распределения резко возрастают, а эффективность концентрирования снижается. Наконец, при достижении эвтектической концентрации примеси в расплаве дальнейшее ее оттеснение фронтом кристаллизации полностью прекращается, поскольку кд возрастает до единицы. [c.148]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология