Температура градиент в кристалле

Выращивание кристаллов из газовой фазы (возгонка) осуществляется путем запаивания вещества в продолговатые стеклянные или кварцевые ампулы и поддержания в течение определенного времени по длине этих ампул некоторого градиента температуры. Осаждение кристаллов происходит за счет явления транспорта. Применение данного метода весьма многообразно, если сюда включить реакции обратимого разложения с участием газовой фазы, а также синтез из газообразных компонентов. Таким путем в основном в хорошо закристаллизованном виде получают различные металлы, гало-гениды и халькогениды металлов и др. Часто, однако, этот метод применим для получения лишь небольших количеств веществ (например, до 1 г). Подробности можно найти в цитируемых ниже монографиях. [c.133]

Распределение температуры в расплаве и растущем кристалле имеет очень большое значение. Наиболее благоприятные условия для роста совершенного чистого монокристалла создаются тогда, когда температурный градиент вдоль оси слитка сравнительно высокий, а радиальные градиенты как в расплаве, так и в растущем монокристалле сведены к минимуму. Радиальные температурные градиенты существенно влияют на форму фронта кристаллизации, т. е. поверхности раздела кристалл— расплав. Отвод тепла от жидкого столбика, тянущегося за кристаллом, осуществляется через наружные слои. В этом случае фронт кристаллизации имеет выпуклую форму. Вогнутая поверхность образуется в конце процесса выращивания, когда расплава в тигле остается мало и растущая часть слитка оказывается в области высоких температур. [c.58]

Тепловое экранирование слитка способствует, как было отмечено, снижению тепловых потоков с кристалла, уменьшению градиентов температуры по радиусу, Для сохранения равенства (У,3) теплового баланса на фронте кристаллизации в данном случае необходимо илн увеличить градиент температуры в кристалле ио направлению оси, или уменьшить поток теилоты из расплава. В реальных условиях первый способ невозможно [c.229]

Когда примесь отсутствует или ее влияние пренебрежимо мало, температура поверхности кристалла равна температуре кристаллизации чистого вешества Гпл. При движении незакрепленного кристалла по колонке с градиентом температур скорость роста определяется величиной безразмерного переохлаждения а =. р( пл —То) [c.274]

Это уравнение получено при допущении, что температура на поверхности раздела жидкость— кристалл прп х = О равна температуре плавления Г л. Кроме того, принималось, что температурный градиент вдоль кристалла постоянен (т. е. температура затравочного кристалла поддерживается постоянной на определенном расстоянии от границы раздела фаз), а скорость вращения кристалла такова, что поток жидкости в расплаве нормален к поверхности раздела. Полученный в результате такого анализа температурный профиль изображен на рис. 4.10. [c.139]

Второй член правой части формулы характеризует уменьшение абсолютного значения осевого градиента при пропускании тока через кристалл. Таким образом, решение задачи позволяет сделать вывод об уменьшении численного значения осевого градиента температуры в кристалле при пропускании через него постоянного тока. Дифференцируя выражение ( .115) по г, получим [c.162]

Усилению напряжений способствуют различия в коэффициентах термического расширения молибденового контейнера и кристалла, а также неравномерность его охлаждения за счет теплоотвода через контейнер и сквозь массу прозрачного для инфракрасных лучей кристалла. Неравномерность распределения температур по кристаллу вызывает неодинаковое тепловое расширение различных его участков, их упругое взаимодействие и, как следствие, возникновение в кристалле напряжений. Неравномерность температурного поля при выращивании кристаллов методом ГНК исследовалась при синтезе рубина и лейкосапфира [5]. Оказалось, что вблизи фронта кристаллизации температурный градиент в кристалле составляет 6—7 К/см, В пяти сантиметрах от фронта кристаллизации температурный градиент возрастает до 19—21 К/см и остается постоянным на протяжении 10 см. Общий перепад температур достигает 250 К. Вероятно, эта цифра действительна и для монокристаллов граната, выращиваемых методом ГНК. [c.184]

В книге приведены результаты исследований дефектной структуры профилированных кристаллов разных, материалов, которая характеризуется наличием дислокаций, их скоплений, пор, трещин, Механизм образования дислокаций и их скоплений изучен наиболее детально на германии. Показано, что плотность дислокаций может быть уменьшена на несколько порядков, а скопления их полностью устранены с помощью специальных тепловых экранов, которые обеспечивают линейный градиент температуры вдоль растущего кристалла. Эти результаты получены на основе расчетов и измерений распределения температуры по кристаллам, теоретического анализа полей термоупругих напряжений и сопоставления их с экспериментально исследованным распределением дислокаций по кристаллу. [c.254]

Представленные кривые позволяют оценить характер изменения температуры кристалла в процессе его охлаждения. Так, например, для контейнера с координатой г = 20, 5 см (термопара 8) в интервалах значений жо(—11 - —9 см) и (Оч- + 4 см) темпы охлаждения составляют 0,55-10 и 1,2-10 град/см соответственно. Анализ данных показывает, что осевые составляющие градиентов температуры в кристалле в точках с координатами 2, равными 16,5 17 и 20,5 град/см при жо = О не будут превышать 43 45 и 49 град/см, соответственно. Оказалось, что непосредственно за фронтом роста температура кристалла возрастает с увеличением высоты (дх/ду > > 0). Однако после дальнейшего перемещения контейнера распределение температуры меняется на обратное (дх/ду < 0). То есть вертикальная составляющая градиента температуры меняет свой знак по мере движения контейнера с выросшим монокристаллом. [c.116]

Процесс выращивания монокристаллов осуществляется следующим образом. Цилиндрическая тонкостенная молибденовая трубка (контейнер) укрепляется на молибденовом теплопроводящем стержне с цангой, установленной, соответственно, на водоохлаждаемом штоке механизма перемещения. Коаксиальный нагреватель, в нижней части которого устанавливается вольфрамовая тепловая диафрагма, обеспечивает необходимый осевой градиент температуры. Затравочный кристалл располагается в нижней части молибденовой трубки, а расплав — в верхней части. Материал в трубке расплавляется таким образом, чтобы частично проплавлялся затравочный кристалл. После определенной выдержки, благодаря которой устанавливается температура расплава, включается механизм перемещения. [c.126]

TQM роста, в результате там формируется область концентрационного переохлаждения (заштрихована). Условие (22.24) есть условие равенства двух наклонов на поверхности раздела фаз ). Как уже говорилось, критерий КП подтвержден экспериментами Уолтона и др. [222], а также Тиллера и Раттера [223] (см. [80]). Условие (22.23) отличается от критерия (22.24) тем, что оно содержит градиент температуры в кристалле, который связан с потоком в расплаве через скрытую теплоту плавления L и скорость перемещения фронта роста v. Таким образом, плоский фронт может быть неустойчивым в отсутствие КП и устойчивым при наличии КП. [c.483]

Выращивание кристаллов путем конденсации паров предполагает наличие температурного градиента между источником пара, имеющего обычно более высокую температуру, и пространством, где происходит рост кристаллов. Температуры источника паров и кристалла являются важнейшими параметрами процесса роста, и скорость роста, которая определяется степенью пересыщения, можно легко контролировать путем подбора этих температур. Рост кристаллов происходит с заметной скоростью при степени пересыщения порядка 0,1% в то время как, согласно теории образования ядер, степень пересыщения должна была бы составлять несколько десятков процентов. Как уже говорилось, такое несоответствие объясняется наличием винтовых дислокаций или других дефектов на поверхности кристалла. Этим методом можно просто и эффективно выращивать монокристаллы многих металлов, неорганических и органических соединений. [c.204]

Кроме описанного выше метода получения единичных кристаллов полимеров, возникающих в результате охлаждения разбавленных растворов нри оптимально выбранном градиенте понижения температуры, такие кристаллы можно получать путем изменения градиента концентрации раствора полимера в результате медленного испарения растворяющей смеси. Как и в предыдущем методе, [c.195]

Деформации сдвига, обусловленные температурными градиентами в кристалле во время и после роста, приводят к образованию дислокаций. Плотность дислокаций зависит от степени неоднородности распределения температуры в кристалле и при неблагоприятных условиях может быть увеличена на несколько порядков. [c.298]

В кристалле вектор д в общем случае не параллелен градиенту температуры, и уравнение (228) заменяется на [c.151]

Если пытаться слишком быстро тянуть кристалл, выделяющееся тепло будет создавать нежелательные градиенты температуры в кристалле и даже невозможность закристаллизовать расплавы на границе фаз. Для выравнивания температурных радиальных градиентов применяется вращение кристалла вокруг оси. Скорость вытягивания программируется на основе точно изученного оптимального режима. [c.446]

По данным фракционирования линейного полиэтилена и его сополимеров, проведенного автором данной статьи, градиент температуры не играет такой роли, как методика загрузки, объем растворителя и подбор его градиента. Очевидно, что самая низкая температура заданного градиента должна быть выше температуры плавления кристаллов (138° для полиэтилена в отсутствие растворителя) в то же время верхний предел градиента может быть настолько высок, что будет происходить деструкция части полимера с минимальной термостабильностью. Если преимущества фракционирования в градиенте температуры не очевидны, то опасность деструкции препятствует применению этого метода фракционирования. [c.371]

Если при движении частиц (кристаллов) межфазный массо- и теплообмен обусловлен градиентами температур и концентраций в несушей фазе, то задачи определения параметров процесса кристаллизации относятся к внешним задачам массо- и теплообмена. [c.247]

Поскольку предполагается, что скорость роста грани постоянна как во времени, так и вдоль поверхности грани, правая часть условия непрерывности потока (9.4) или (9.38) остается постоянной, а концентрация, напротив, меняется вдоль поверхности кристалла этим рост гранной формы отличается от роста других уже рассмотренных форм. Разность между максимальной концентрацией на углу квадрата и минимальной концентрацией в середине стороны квадрата составляет примерно3,5% от значения интеграла нормальной составляюшей градиента концентрации ). Грубая оценка показывает, что концентрация у вершины отличается от концентрации в центре грани куба примерно на 2,5—3%. Иванцов [63], также исследовавший кристаллизацию с очень малой линейной скоростью, установил, что при росте из расплава центр грани — самый горячий участок, а вершина — самый холодный. Этот результат качественно согласуется с выводами Зегера. Однако Иванцов учел зависимость температуры поверхности кристалла от времени, что затрудняет установление количественного соответствия его расчетов с данными Зегера. [c.396]

Количество необходимого растворителя прямо пропорционально вязкости масла, подвергаемого депарафинизации. Недостаточное разбавление масла затрудняет рост кристаллов твердых парафинов и церезинов, а чрезмерное разбавление приводит к их частичному растворению. Для маловязких масел объем растворителя принимают равным 1,5 объема масла, а для высоковязких масел—до 5 объемов. Растворитель должен обладать селективностью по отношению к твердым парафинам и церезинам, обеспечивать минимальный температурный градиент депарафинизации (разность между температурой растворения и температурой застывания депарафи-нированного масла) способствовать образованию достаточно крупных и легко отделяемых при фильтровании кристаллов парафинов и церезинов иметь низкую тем- [c.128]

Термостойкость в значительном диапазоне температур также имеет большее значение для реакторов с неподвижным катализатором. В кипящем слое режим близок к изотермическому перемешивание катализатора в слое и применение мелких зерен приводит к снятию локальных температурных градиентов как во всем слое, так и по радиусу зерна столь характерных для фильтрующего слоя. Однако требование термостойкости в течение длительного временя при эксплуатационных температурах остается и для катализаторов кипящего слоя. Рекристаллизация катализатора с образованием неактивных кристаллов, огрубение структуры зерен, уменьшение удельной поверхности их и даже спекание вследствие повышения температуры, все это типичные причины понижения активности катализаторов в производстве. [c.125]

Хотя вязкость дизельных топлив при понижении температуры и повышается (табл. 1.26), поведение топлива, как правило, продолжает подчиняться закону Ньютона (вязкость не зависит от градиента сдвига) вплоть до вьшадения кристаллов твердых углеводородов. [c.85]

Помимо частоты (рис. 31.10) характеристическими параметрами спектров ЯКР являются ширина линии Дv и времена спин-спиновой и спин-решеточной релаксации. Ширина линии ЯКР определяется, как правило, беспорядочным статистическим разбросом значений градиента из-за дефектов или напряжений, возникающих в неидеальных кристаллах, содержащих примеси. Температура заметно влияет на частоту, ширину и интенсивность линий ЯКР. Поэтому измерение частот ЯКР для химических исследований обычно [c.743]

Образование новых ядер кристаллизации может вызываться наличием локальных градиентов температуры и концентрации, подобных наблюдаемым на стенках кристаллизаторов, на которых главным образом и происходит образование кристаллов. [c.69]

Высота поднятия столба расплава уо определяется тепловыми условиями на фронте кристаллизации, т. е. (при постоянных диаметре и скорости вытягивания слитка) соотношением температурных градиентов в жидкой и твердой фазах. Всякое изменение параметров вытягивания (скорости роста, температуры расплава, условий теплообмена кристалла с окружающей средой), резуль- [c.99]

Поскольку дискообразные скопления вакансий в алмазе в первом приближении можно рассматривать как своеобразные микро-поры, выявленные особенности структурных дефектов в термообработанных кристаллах алмаза полезно рассмотреть с точки зрения теории движения пор в твердом теле. Например, узкий интервал изменения размеров этих дефектов по объему кристалла объясняется тем, что поры, имеющие радиус Я меньше или зна--чительно больше наиболее вероятного для данных р-Т -условий, будут особенно часто испытывать столкновения и постепенно исчезать. В свою очередь, скорость изменения радиуса поры определяется скоростью поверхностной диффузии О, вакансий, величиной градиента их концентрации и локальным градиентом температуры, который для алмаза может на 1—2 порядка быть больше градиента температуры по кристаллу из-за сильного различия в коэффициенте теплопроводности матрицы н поры. Действи- [c.433]

Наиболее распространенным методом создания контакта между углеводородами (нефтяной фракцией) и карбамидом (независимо от агрегатного состояния последнего) как в лабораторных условиях, так и в промышленном масштабе, обеспечивающим успешное проведение комплексообразования, является перемешивание. При перемешивании кристаллического карбамида в нефтепродукте резко возрастает число столкновений кристаллов карбамида с молекулами активатора, благодаря чему, во-первых, освобождается поверхность карбамида от молекул ингибитора, а во-вторых, несколько повышается растворимость карбамида в углеводородной фазе. При перемешивайии же углеводородной фазы и водного раствора карбамида нарушается кристаллическая решетка на границе раздела фаз и повышается градиент концентрации активных углеводородов в слоях углеводородной фазы, прилегающих к границе раздела фаз [127]. Кроме того, при интенсивном перемешивании скорость развития поверхности раздела фаз превышает скорость покрытия ее адсорбирующимися на ней ингибиторами, что приводит к увеличению поверхности раздела фаз, свободной от адсорбированных молекул ингибиторов, и к сокращению индукционного периода. Естественно, при большей скорости вращения мешалки обеспечивается более быстрый рост поверхности, не занятой ингибиторами, что способствует сокращению индукционного периода (рис. 29). В. В. Клименок с сотр. [12, 66, 127] показали зависимость индукционного периода от скорости вращения мешалки (рис. 30). Установлено также, что с возрастанием интенсивности перемешивания минимум температуры застывания депарафината достигается быстрее, по величина температуры застывания практически не зависит от интенсивности перемешивания, что показано на рис. 31. [c.71]

Кроме коэффициента диффузии с помощью ЗПГТ достаточно просто определяется такая характеристика расплава, как коэффициент теплопроводности ч,. Для этого необходимо знать отношение скоростей движения плоской и цилиндрической зон равной длины в одинаковых условиях. При заданном градиенте температуры в кристалле ( гради-ентЫ] в плоской и цилиндрической зонах соответственно равны [c.189]

Монокристаллы InjTe были получены методом Чохральского в условиях, специально разработанных для этого соединения [111], подобно тем, в которых получали IngSe [55]. Создание максимального градиента температуры между кристаллом и расплавом ( 150 град см), применение малой скорости вытягивания (3—4 мм час), атмосферы гелия или водорода, а также выравнивание неоднородностей на фронте кристаллизации при помощи эффекта Пельтье способствовали получению однородных монокристаллических образцов Хп Те. Состав монокристаллов был близок стехиометрическому, однако в некоторых случаях наблюдалось отклонение от этого состава в сторону избытка теллура до 1—2 ат. %. Кристаллы были и-типа. По измерению края полосы поглощения [108] в различных кристаллографических направлениях монокристаллов IngTe было найдено, что для направления [100] при 293° К значение пороговой энергии равно 0,46 эв, а для направления 001 край смещен в длинноволновую область спектра на [c.127]

Сущность явления т е р м о д и ф ф у з и и в том, что при наличии температурного градиента в сме(Щ, состоящей из несколькн.х компонентов, возникает градиент концентраций. Это явление было открыто в 1856 г. Людвигом, которьп" в одном колене U-образной трубки, заполненной раствором сул .фата натрия, поддерживал температуру 0°С, а в другом 100 °С. Через некоторое время в холодном колене выпали в осадок кристаллы соли. [c.78]

Выпадение кристаллов парафина в ПЗП и стволе добывающих скважин обусловлено изменением термодинамического равновесия в результате эксплуатации скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения, обводненности скважин, охлаждения ПЗП в процессе бурения, перфорации, проведения капитальных ремонтов и т.д. Так, уменьщение газосодер-жания нефти при снижении давления ниже давления насыщения в процессе разработки залежи вызывает увеличение температуры насыщения нефти парафином, вьвделение из нефти кристаллов парафина, что существенно ухудщает условия фильтрации [62]. Кристаллы парафина могут образовывать в поровых каналах скопления (агрегаты), вызьшая дополнительные увеличения фильтрационных сопротивлений для нефти [41]. Исследованиями авторов [12, 43, 53] установлено, что парафинистые нефти при температурах, близких к температуре насыщения нефти парафином или ниже ее, ведут себя как неньютоновские жидкости - возрастает предельное напряжение сдвига и начальный градиент давления сдвига. Таким образом, снижение температуры пласта из-за закачки холодной воды и нарущения термодинамического равновесия пластовой системы приводит к выпадению кристаллов парафина в пористой среде и как следствие к снижению продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин, уменьщению коэффициента охвата пласта заводнением по толщине и в некоторых случаях может вызвать полное отключение некоторых пропластков из активной выработки [41]. [c.106]

Исследования проводили на образцах в виде пластинок ориентации [111], полученных выпиливанием и шлифованием из природных кристаллов, а также на сколах алмазов. Все образцы принадлежали к типу 1а, с содержанием азота 5 10 —3 10 см . Используемые образцы были достаточно совершенны, имели зональное распределение азота, плотность дислокаций составляла не более 10 Эксперименты по деформации алмаза в области его стабильности проводили в камерах типа наковальни с лункой сферической и тороидальной формы. Образцы размещали внутри цилиндрического нагревателя параллельно его образующей в зонах максимального градиента касательных напряжений. В качестве упруго-пластической среды, передающей давление и одновременно являющейся химически инертной по отношению к алмазу, использовали технический карбонитрид бора. Градуировка давления в камерах выполнялась по общепринятой методике [И], а температуры — с помощью термопары ПП-1 и по температуре плавления платины (2050° С) при давлении 50 кбар. Время выдержки при Т = onst и р onst составляло 1—10 мин, времена нагрева и нагружения 5—10 мин, скорость охлаждения равна 200 град сек. Образцы до и после деформации изучали методами рентгенографии и оптической микроскопии. [c.151]

Непрерывный процесс с прижнением противоточной колонны. Фирма Филлипс впервые успешно применила принципы фракционирования к процессу кристаллизационной очистки. Схема процесса представлена на рис. 10. Кристаллы, получаемые в обычных кристаллизаторах, при помощи поршня, совершающего возвратно-поступательное движение, проталкиваются через колонну, на одном конце которой находится фильтр для удаления маточного раствора, а на другом секция плавления кристаллов. По мере плавления кри-t тaплoв высокой чистоты в секции плавления часть жидкости удаляется в ка- честве продукта высокой чистоты, а остальное количество движется в качестве орошения колонны навстречу загрязненным кристаллам. По высоте колонны поддерживается температурный градиент от низкой температуры холодной кристаллической пульпы, поступающей на кристаллизацию, до высокой температуры, при которой плавятся кристаллы высокой чистоты. В результате противоточного контактирования нагретого чистого орошения с холодными загрязненными кристаллами в соответствии с тепловым балансом и фазовым состоянием обоих потоков происходит частичная кристаллизация жидкого орошения и плавление загрязненных кристаллов. Все высоконлавкие компо-яенты ншдкого орошения постепенно снова кристаллизуются и возвращаются в зону плавления в виде продукта высокой чистоты они не теряются через [c.74]

Принято, что продукты газификации горючего и окислителя образуют отдельные пакеты , иричем масса пакета не зависит от давления и мала по сравнению с массой кристалла окислителя плп прослойки горючего. Принято также, что градиент температуры можно зашюать в виде (2 — Т 1 [c.115]

Хроматографирование на КМ-сефадексе и перекристаллизация. Суспензию кристаллов центрифугируют 20 мин при 40 ООО осадок растворяют в минимальном объеме холодной воды, диализуют, как указано выше, и наносят на колонку КМ-сефадекса С-50 (60x4,5 см) уравновешенного 10 мМ фосфатным буфером, pH 6,5. Триозофосфатизомеразу элюируют при комнатной температуре линейным градиентом хлористого натрия (от О до 0,15 М) в буфере, используя для этого 800 мл 10 мМ фосфатного буфера, pH 6,5, и 800 мл 0,15 М хлористого натрия в том же буфере. Обычно после пропускания 300 мл элюирующего раствора фермент начинает сходить с колонки и собирается примерно в 200 мл. [c.252]

Получение монокристаллов но методу Чохральского сопровождается непрерывным рассеиванием теплоты с его поверхности, в результате чего в слитке возникают градиенты температуры, величина которых зависит от интенсивности его охлаждения. Большие градиенты температуры могут вызвать значительные термонапряжения в кристалле. Если последние превысят предел упругости материала, то создадутся условия для образования дислокаций и других несовершенств монокрис-таллической структуры. Учитывая, что охлаждение монокристаллов происходит в интервале температур, включающем и область пластического состояния материала, отмеченная причина возникновения дефектов в монокристалле становится очевидной. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология