Распределения после многих проходов

Преимущества. Преимущества зонной очистки выявляются тогда, когда становится целесообразной многократная кристаллизация. Взяв ряд близко следующих друг за другом нагревателей, можно за одну операцию перемещать несколько расплавленных зон (фиг. 3.4), причем отделение грязных фракций от чистых, как при дробной кристаллизации, становится в таком случае ненужным. Основное преимущество зонной очистки заключается, по всей вероятности, именно в том, что она не требует подобного разделения фракций. Второе преимущество состоит в том, что зонная очистка позволяет экономить время, если сделать промежуток между зонами небольшим, чтобы любая последующая кристаллизация начиналась до окончания предшествующей. Другие преимущества проистекают из малой величины расплавленной зоны. Когда существует опасность загрязнения расплава

Фиг. 3.4. Схема процесса многократной зонной очистки.

материалом контейнера или газами из атмосферы, зонная очистка имеет преимущество перед дробной кристаллизацией, поскольку в первом случае в жидком состоянии бывает в среднем меньшая часть образца. То, что можно было бы назвать реальной выгодой, особенно отчетливо выявляется при бестигельной зонной очистке. Некоторые материалы становятся при расплавлении настолько активными в химическом отношении, что для них не существует тигельных материалов, которые не загрязняли бы их. Примерами таких материалов могут служить кремний, вольфрам, цирконий и в меньшей степени железо. Разработан ряд способов бестигельной очистки подобных материалов. Такая возможность создается тем, что одновременно приходится расплавлять лишь небольшую долю очищаемого материала.

Общий вид кривых распределения после многих проходов. Не прибегая к математическим рассуждениям о распределении после многих проходов (так называемых промежуточных распределениях), можно составить общее представление о форме кривых такого распределения. Рассмотрим второй проход зоны через образец после того, как в нем создалось за первый проход распределение, подобное тому, которое характеризуется кривой распределения на фиг. 3.2. По мере перемещения зоны на начальном участке в ней накапливается примесь, а позади этой зоны остается несколько более протяженная начальная область с пониженной концентрацией примеси. Когда фронт зоны вступает в область нормальной кристаллизации, наклон кривой распределения резко возрастает. Таким образом, концентрирование примесей за второй проход у конца образца отражается назад, захватывая участок, имеющий длину на целую зону больше, чем за первый проход, причем эффективность подобного накопления примеси последовательно убывает с каждым новым проходом зоны. Следовательно, дополнительные проходы делают начальный участок кривой распределения все глубже, повышают конечный участок и сокращают длину горизонтальной части кривой. В конечном итоге все три области охватываются единой сравнительно плавной кривой.

Дата добавления: 2015-08-20