Некоторые применения зонной плавки

НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОННОЙ ПЛАВКИ [c.102]

Гл. 6. Некоторые применения зонной плавки [c.104]

ПРИМЕНЕНИЕ ЗОННОЙ ПЛАВКИ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗДЕЛЯЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ НЕКОТОРЫХ ПОЛИЭФИРНЫХ НЕПОДВИЖНЫХ ЖИДКИХ ФАЗ К ПОЛЯРНЫМ ВЕЩЕСТВАМ [c.36]

Некоторые твердые вещества, ввиду того что они плавятся с разложением или слишком легко возгоняются, нельзя очистить методом зонной плавки. К таким веществам применим метод, называемый зонной очисткой в парах. По этому методу через твердое вещество проводится зона его паров, а не расплавленная зона. Распределение примесей в данном случае зависит от равновесия пар — твердое тело, а не от равновесия жидкость — твердое тело. Образец находится в откачанной, точно изготовленной трубке из бора с графитовыми поршнями, которые передвигаются с помощью стержней из нержавеющей стали [138]. Метод был применен только к очистке мышьяка, но он должен быть эффективным и в случае органических соединений. [c.186]

Наряду с другими в качестве наиболее перспективного метода предварительного концентрирования примесей в ряде работ рекомендован метод зонной плавки [250, 251]. На возможность использования метода зонной плавки для повышения чувствительности анализа металлов указывается в работах [252—254]. В основу процесса концентрирования примесей методом зонной плавки положено различие в растворимости примесей в жидкой и твердой фазах анализируемого материала [255]. Концентрирование примесей с применением зонной плавки имеет ряд преимушеств перед химическим концентрированием. Если при химической обработке пробы можно внести некоторые примеси с реагентами, то при зонной плавке это исключено. Зонная плавка значительно проще, чем химическое концентрирование кроме того, возможна полная автоматизация процесса подготовки пробы к анализу. Однако метод зонной плавки имеет и свои специфические недостатки трудности при необходимости получения концентрата с очень высоким коэффициентом обогащения (100 и выше), необходимость иметь большую навеску анализируемого материала, а также длительное время обогащения пробы. [c.37]

С одной стороны, для некоторых отраслей техники, как, например, инфракрасная оптика или лазерная техника, требуются монокристаллы разного рода соединений высокой степени чистоты. С другой стороны, применение зонной плавки к металлам иногда затруднено высокой температурой плавления или большой химической активностью металла. Иногда те или иные примеси не отделяются при зонной плавке металла в силу неблагоприятных коэффициентов распределения. В таких случаях ра- [c.40]

Приготовление стандартных образцов чистых металлов и металлоидов также осложнено рядом помех принципиального характера. Среди них важнейшими являются близость физико-химических свойств эталонируемых веществ и примесей, способность к образованию твердых р астворов и различных дефектов в кристаллических структурах, которая в конечном счете приводит к локальным микронеоднородностям химического состава. Как и в случае приготовления эталонов газообразных веществ, серьезные помехи возникают за счет трудностей в выборе абсолютно инертного материала, исключающего химическое взаимодействие с эталонируемым веществом в процессе его очистки и хранения. Тем не менее применение ряда новых методов очистки (среди которых важнейшее место занимают зонная плавка и иодидное фракционирование) дает возможность в настоящее время получать высокие степени очистки некоторых металлов — содержание примесей в них не выще 1 10 % [c.52]

Большинство органических веществ имеет молекулярную кристаллическую решетку, однако встречается и ионная илн приближающаяся к йен по своему характеру. Некоторые вещества с молекулярной кристаллической решеткой способны возгоняться и могут быть очищены этим методом. Для получения наиболее чистых веществ все большее применение находит зонная плавка, которая, однако, пригодна только для веществ, не разлагающихся при температуре плавления. [c.16]

Приведенными примерами мы пытались показать большой интерес исследований, проведенных на металлах высокой степени чистоты, достигнутой благодаря зонной плавке. Этот метод очистки в дальнейшем может быть усовершенствован применением вертикальной зонной плавки и с большими количествами вещества. При достигнутой степени очистки некоторые атомы примесей в решетке металла играют очень важную роль, которую можно объяснить на основе теории дислокаций. Взаимодействие между атомами примесей и дефектами решетки, а также взаимодействия между дефектами оказывают влияние на многие свойства металла, такие, как рекристаллизация при низкой температуре, полигонизация, внутрикристаллическая коррозия, химические и структурные свойства поверхности, диффузия. [c.368]

Сравнительно новые кристаллизационные методы — различные варианты кристаллизации и перекристаллизации из расплавов, вызванные к жизни повышенными требованиями последних лет к чистоте веществ и совершенству их структуры и субструктуры. Это — метод нормальной направленной кристаллизации (по Бриджмену) и метод вытягивания из расплава (по Чохральскому). Среди кристаллизационных методов глубокой очистки наиболее совершенны и прогрессивны методы зонной плавки. Отличительная особенность этих методов — высокая эффективность применения к очистке и выращиванию монокристаллов полупроводниковых материалов. В этом случае преодоление конструкторских и технологических трудностей вполне себя оправдывает. Однако в наши дни можно наблюдать все более широкое применение этих методов для очистки и получения кристаллов многих неорганических и органических веществ, в том числе почти всех технически важных металлов, и даже для очистки некоторых более сложных веществ, например хинонов, альдегидов, энзимов, жиров, бактерий, бактериофагов и планктонов, а также для разделения изотопов. Поэтому актуальным становится дальнейшее совершенствование методов и аппаратов кристаллизационной очистки. [c.10]

Зонная плавка и направленная кристаллизация как методы кристаллизационной очистки, широко применяемые для получения в чистом состоянии разнообразных объектов, находят применение при разделении и очистке жидких при обычной температуре веществ. Причины, по которым в ряде случаев кристаллизационные методы более предпочтительны, чем такие способы тонкой очистки, как, например, дистилляция, ректификация, препаративная газовая хроматография, весьма разнообразны. Ниже рассматриваются некоторые из них соответствующие примеры будут приведены при описании процессов кристаллизационной очистки конкретных объектов. [c.80]

В большинстве случаев фазовые диаграммы вещества и примесей неизвестны, и поэтому предсказать возможность отделения примесей нельзя. В общем случае верно положение, что очистке могут быть подвергнуты вещества с исходной чистотой более 95%. Иногда некоторые соединения с успехом очищаются при содержании примесей 50%. Однако в каждом отдельном случае решающим фактором возможности очистки является наличие максимума и минимума на кривой температура плавления — состав. Рассматриваемый метод позволяет решить следующие задачи получение очень чистых образцов для использования их в качестве эталонных и концентрирование микроколичеств примесей с целью их дальнейшей идентификации. Последняя проблема решается часто при концентрировании в несколько стадий. Процесс начинают в большой трубке, а после многократного проведения зонной плавки содержимое конца трубки переносят в более узкую трубку и т. д. Таким путем можно сконцентрировать примесь в 10 ООО раз, что сильно увеличивает вероятность успешной идентификации присутствующей примеси. Во многих случаях коэффициент распределения примеси между твердой фазой и расплавом близок к единице это приводит к необходимости проводить зонную плавку 100 и больше раз для достижения разделения. Процесс длится несколько месяцев, хотя фактическая затрата времени на проведение опыта очень мала. Очевидно, что метод может быть применен лишь к соединениям, термически стабильным при температуре плавления, так как каждая область образца поддерживается в расплавленном состоянии в течение многих часов в процессе очистки. Зонная плавка может быть распространена на соединения, жидкие при комнатной температуре при этом необходимо охлаждать соответствующие части стержня. [c.202]

Недостатками дуговых печей являются некоторый угар металла вследствие местного перегрева в зоне электрической дуги, недостаточная стойкость футеровки, подвергающейся действию открытой дуги, а также значительный шум, создаваемый дугой. Поэтому дуговые печи косвенного нагрева имеют ограниченное применение, их используют для плавки медных и никелевых сплавов (латуни, бронзы и некоторых других). Угар металла, в основном цинка, при плавке латуни достигает 3—4%, удельный расход энергии находится в пределах 300—350 квт-ч1т для латуни, 350—400 квт-ч1т для меди и бронзы и 600— 850 квт-ч1т для медноникелевых сплавов. [c.269]

При циклах расплавления и криста и[изации некоторые соединения расширяются настолько сильно, что могут повреждать контейнеры. В этих случаях можно рекомендовать введение в контейнер тонкой трубочки из полиэтилена или другого инертного пластика с запаянным нижним концом. Деформации такой трубочки обычно оказывается достаточным для снятия напряжений, возникающих при расширении слитка. В каждом конкретном случае применения зонной плавки необходимо учитывать, как уже отмечалось в предыдущем разделе, что ее эффективность в огромной степени определяется способностью материала образовывать нормальную бинарную смесь с одной эвтектической температурой (по крайней мере для состава, соответствую1цего npotie y очистки). Если же это условие нарушается и основной компонент может образовывать твердые растворы с одной или несколькими примесями, то эффективное удаление тюследних методом зонной плавки оказывается невозможным. [c.158]

Концентрирование примесей с применением зонной плавки шаеет ряд преимуществ перед методами химического концентрирования. Если при химической обработке пробы можно внести некоторые примеси с реагентами, то при зонной плавке это исключено. Зонная плавка осуществляется гораздо проще, чем химическое концентрирование, и имеется возможность автоматизации процесса подготовки пробы к анализу. К недостаткам метода следует отнести трудности практического характера при необходимости [c.375]

Наиболее простым методом очистки капролактама является перекристаллизация его из воды или органических растворителей (бензин, ацетон, четыреххлористый углерод). Однако этим методом не всегда удается отделить все примеси. В некоторых патентах [24] предлагается для повышения выхода капролактама при перекристаллизации связывать его реагентами, образующими комплексы, как, например, BF3, Zn k, Sn U и др. Образовавшиеся комплексные соединения после перекристаллизации разлагаются с выделением чистого капролактама. Проводились опыты по применению зонной плавки [25] в качестве метода очистки лактама, однако промышленное применение этот метод пока не получил. [c.26]

Кроме ректификации и экстрактивной ректификации лаборатория особо чистых неорганических веществ разработала в качестве метода глубокой очистки вакуумную сублимацию, которая была использована при очистке моноокиси кремния (Г. М. Курдюмов, В. А. Молочко) и фталоцианинов некоторых металлов (Л. П. Шкловер). Все более широкое применение находит очистка неорганических веществ зонной плавкой. [c.15]

Зонная очистка представляет собой частный случай метода зонной плавки, разработанного Пфанном (1952) для очистки материалов, используемых в качестве полупроводников в транзисторных диодах и других электронных устройствах. При изготовлении этих материалов требуется сверхвысокая чистота таких элементов, как германий или кремний. В первых опытах Пфанна рас- плавленную зону создавали, продвигая длинный стержень германия через короткую печь. Оказалось, что примеси продвигались вперед, и многократное повторение этого процесса повышало степень очистки. В некоторых опытах содержание примеси доводили до 10 ч. Начиная с 1952 г. появилось много статей, описывающих применение этой техники для очистки металлов, неорга" нических и органических веществ. Зонную плавку применяли для концентрирования примесей до их анализа, а разновидность метода была использована для выравнивания состава вдоль стержня. [c.9]

Пользующийся этим каталогом должен помнить, что успех или неудача в достижении очистки зонной плавкой зависит от количества и природы примесей в исходном образце. Таким образом, указание на успешное применение зонной очистки не означает неизбежно, что чистый образец вещества может быть приготовлен из любого исходного образца (см. выше обсуждение очистки антрацена). Однако описанное успешное применение показывает, что при некоторых условиях зонная очистка полезна. В определенных случаях важно обрабатывать образец в инертной атмосфере. Часто требуется терпение, и нельзя слишком торопиться решать, что вещество неустойчиво при температуре плавления. Бейнон и Сондерс (1960), например, сообщают, что хотя бензан-трон устойчив при температуре плавления, тем не менее образец после одного зонного прохода темнеет вследствие термического разложения примеси. [c.113]

Большое преимущество метода фракционной кристаллизации перед зонной плавкой заключается в возможности применения первого для больших количеств веществ. Действительно, в некоторых случаях легче использовать этот метод в большом масштабе, так как медленное перемещение скрытой теплоты кристаллизации обеспечивает более медленное охлаждение жидкости. Наиболее простой способ для проведения очистки этим методом заключается в следующем образец помещают в большую колбу (например, в колбу Винчестера), которую медленно охлаждают, и после того, как около /ю образца закристаллизовалось, незакристалли-зовавшуюся жидкость из колбы, выливают. Для предотвращения возможности проникновения жидкости в [c.174]

Для разделения редкоземельных элементов предложен так же вариант зонной плавки с осадителем [57]. Применение осади-теля при зонной плавке аналогично применению комплексооб-разователей в ионном обмене. В расплаве нитрата аммония как растворителя сульфат аммония осаждает редкоземельные элементы в виде двойных сульфатов [58]. При зонной кристаллизации нитрата аммония происходит встречное движение редкоземельных элементов и осадителя, тем самым создаются лучшие условия для избирательного осаждения. После 3 проходов зоны со скоростью 0,82 см1ч в средней части лодочки выпадал осадок двойных сульфатов. Порядок выпадения редкоземельных элементов в осадок обратный порядку распределения при зонной плавке без осадителя. Эти различия в распределении были использованы для разделения некоторых пар лантан — самарий, неодим — европий [57]. [c.54]

Материалы. В качестве исследуемых соединений использовались ироданшые реактивы. Они предварительно очищались перекристаллизацией или перегонкой. В некоторых случаях, особенно для многоядерных углеводородов типа пирена, удаление примесей сернистых органических соединений достигалось применением хроматографии и зонной плавки. [c.63]