Перемешивание расплава в зоне

В выделяющейся твердой фазе определяется ее концентрацией не во всем объеме расплава, а только в граничном слое. Поэтому реально наблюда-е 1ый коэффициент распределения (так называемый эффективный коэффициент распределения отношение концентрации примеси в твердой фазе к средней концентрации примеси в расплаве) отличается от теоретического, определяемого диаграммой состояния. Эффективный коэффициент распределения всегда лежит между значением равновесного коэффициента и единицей. Он зависит от скорости кристаллизации, коэффициента диффузии примеси в расплаве и толщины диффузионного слоя, т. е. от условий перемешивания расплава в зоне. Эта зависимость определяется нением, выведенным Бартоном, мом и Слихтером [c.202]

Скорость движения зон можно значительно повысить при принудительном перемешивании расплава в зоне. В этом случае уменьшается вероятность концентрационного переохлаждения и образования дендритов кроме того, заметно возрастает интенсивность теплопередачи от нагревателя к расплаву. [c.273]

На процесс зонной плавки определенное влияние может оказывать расположение образца (горизонтальное или вертикальное). При горизонтальном расположении можно визуально наблюдать за ходом процесса, легко извлекать образцы после очистки, осуществлять принудительное перемешивание расплава в зонах. Однако наличие открытой поверхности в этом случае может привести к загрязнению образца очищаемого материала примесями из окружающей среды. [c.273]

Наряду с горизонтальной зонной плавкой в лодочке применяется и бестигельная зонная плавка. Бестигельная зонная плавка обладает такими преимуществами, как отсутствие контакта расплава с материалом контейнера и большая однородность получаемого слитка вследствие перемешивания расплава в зоне за счет вихревых токов, создаваемых индуктором (см. рис. 101, гл. VI). Главным недостатком метода является ограниченность диаметра слитка. Сравнительно высокая плотность арсенидов и фосфидов позволяет очищать этим способом слитки диаметром не выше 6— 8 мм. [c.174]

Пейзулаев и Коновалов [104, 125, 145] детально исследовали условия количественного (К > 0,9) зонного концентрирования большого числа примесей в высокочистом висмуте. Для повышения эффективности процесса использовано электромагнитное перемешивание расплава в зоне. Концентратом служила последняя часть слитка, а также снятая с его поверхности оксидная пленка перед спектральным анализом концентрат измельчали до получения мелкого и однородного металлического порошка. [c.78]

На процесс зонной плавки оказывает влияние целый ряд факторов число проходов зон, длина и скорость движения зон, интенсивность перемешивания расплава в зонах, диаметр и длина слитка, конструкция и материал контейнера и т. д. [c.244]

Скорость движения зон может быть значительно повышена путем принудительного перемешивания расплава в зоне. В этом случае уменьшается вероятность концентрационного переохлаждения и [c.245]

Перемешивание расплава в зоне [c.251]

Первые опыты проведены в аппарате кольцевого типа с бесконтактным индукционным электромагнитным перемешиванием расплава в зонах [7]. Контейнер аппарата, вмещающий 3 кг олова, был изготовлен из графита марки ЭГ-0. Концентрация примесей в исходном олове была ниже, чем в металле марки ОВЧ-0000. В каждом из опытов, результаты двух из которых представлены в табл. 1, проводилось по 10—15 проходов п зонами длиной /=90—110 мм со скоростью и=-= 80—100 мм/ч. Отношение длины зоны / к длине слитка Ь составляло 1 8. [c.53]

Зонная перекристаллизация олова, проведенная в отсутствие принудительного перемешивания расплава в зонах, показала очень низкую эффективность процесса. Концентрация висмута в начальной части слитка снизилась всего в 2,2 раза, меди — в 2,67 раза, свинца — в 2,89 раза, а концентрация сурьмы возросла в 1,44 раза. После проведения проходов было практически достигнуто предельное распределение всех примесей, которое, как показало графическое построение, отвечало известной закономерности [6]. [c.58]

Как указывалось выше, перемешивание расплава в зоне благоприятно отражается на эффективности разделения оно может быть осуществлено различными способами. При индукционном нагреве специальных перемешивающих устройств вообще не требуется. При очистке низкоплавкнх веществ иногда используют мешалки, югруженные в расплавленную зону. Хорошее перемешивание расплава в зоне может быть достигнуто при вращении контейнера с очищаемым иСщестБС . [15]. [c.276]

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]

На эффективности очистки существенно сказывается скорость движения зон. При повышенных скоростях примеси скапливаются в непосредственной близости от фронта кристаллизации, не успевают диффузионным путем равномерно распределиться по всей расплавленной зоне (при К < 1), и тем самым эффективность процесса снижается. Практически скорости движения зон не превышают значений 0,1— 2,0 мм/мин. Значительной интенсификации процесса 3. п. удается достичь путем принудительного перемешивания расплава в зоне. Для этой цели лучше всего использовать электрокагнитпое перемешивание. Кроме того, для достижения глубокой очисткп требуется, как правило, большое число проходов в одном направлении (от 10—15 до нескольких сот). При этом создается т. наз. предельное распределение примесей, соответствующее наибольшей достижимой очистке. [c.60]

Поступление примесей из контейнера в расплав—гетерогенный процесс, лимитирующей стадией его является диффузия примесей из контейнерного материала к границе раздела фаз. При неизменных условиях перемешивания расплава в зоне толщина диффузионного слоя остается постоянной, а увеличение концентращ п примесей ДС в расплавленной зоне, перемещаемой со скоростью I на расстояние Дх, может быть определено из уравнения [c.53]

Перемешивание расплава в зонах способствует уменьшению толщины диффузионного слоя и смещает значение критической концентрации примесей, соответствующей началу образования ячеистой субструктуры, в сторону больших концентраций [2]. Авторы указанных работ предложили расчетный метод определения критической концентрации примесей, который справедлив для двухкомпонентной системы, но, вероятно, не применим для многокомпонентных объектов очистки, в которых возможно взаимодействие основы с примесями и примесей между собой [3]. [c.57]

Нами проведено экспериментальное исследование применимости метода зонной перекристаллизации для очистки чернового олова, суммарное, содержание примесей в котором достигало 1,07% (здесь и далее, масс. %). Опыты проводились в аппарате кольцевого типа с загрузкой 200 кг и электрома-гнитным перемешиванием расплава в зонах, показавшем ранее [5] высокие результаты при очистке олова марки <01 пч. .. [c.57]

Бесконтактное прк11удительное перемешивание расплава в зонах, осуществлявшееся в последующих опытах бегущим магнитным полем напряженностью Я=20 кА/м, обеспечило существенное повышение эффективности перекристаллизации олова. [c.58]

Выводы. Заметное разделение олова и примесей происходит лишь при интенсивном перемешивании расплава в зонах. Установлено, что концентрирование сурьмы в начале и меди в конце слитка является причиной образования интерметаллических соединений олова, меди и сурьмы и снижения величины эффективных коэффициентов распределения. Предложен метод, позволяющий определять значения К в случаях откло1 ения зависимости ЛГ—Ig С от линейной. Эффективность зонной очистки олова, содержащего более 1% примесей, невысока. Производительность аппарата зонной перекристаллизации при обработке такого олова в 4 раза ниже, чем при обработке олова чистотой 99,97%. [c.62]

Проведенные исследования показали, что сильное влияние на разделяющую способность колонны оказывает переохлаждение расплава в зоне охлаждения относительно температуры ликвидуса исходной смеси Д /. С увеличением величины А I разделяющая способность ко-Л0Ш1Ы возрастает, вероятно, вследствие увеличения потока кристаллической фазы и иоинжения продольного перемешивания расплава в зоне очистки. [c.34]