* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
119 е ЗОННАЯ ПЛАВКА 120 п е р х л о р а т , т . п л . 236 -237 (с р а з л . ) . 3 . д а е т семик а р б а з о н . 3. — н е н а с ы щ е н н о е о с н о в а н и е ; п р и к а т а л и т и ч . г и д р и р о в а н и и п р и с о е д и н я е т 2 атома в о д о р о д а . И о д м е т и л а т 3. п р и н а г р е в а н и и с К О Н в р - р е м е т и л о в о г о с п и р т а о б р а з у е т д е з о с н о в а н и е , л е г к о да ю щ е е п о д м е т и л а т . В ы д е л е н 3 . в 1929 С. Ю . Ю н д с о в ы м . См. т а к ж е Аконитовые алкалоиды. ЗОННАЯ ПЛАВКА ( з о н н а я п е р е к р и с т а л л и з а ц и я ) — о д и н и з методов р а з д е л е н и я в г л у б о к о й о ч и с т к и в е щ е с т в . И н о г д а этот метод н а з . зонной очисткой. Кроме того, 3. п. можно использо вать д л я таких целей, к а к выращивание монокристал лов, создание тех и л и иных распределений концент р а ц и и веществ, к а к , н а п р . , выравнивание состава, с о з д а н и е г р а д и е н т о в к о н ц е н т р а ц и и и т. п . 3. п . о с у щ е с т в л я е т с я р а с п л а в л е н и е м небольших у ч а с т к о в т в е р д о й з а г р у з к и , н а з ы в а е м ы х «зонами», и последовательным продвижением расплавленных з о н одна за д р у г о й в в ы б р а н н о м н а п р а в л е н и и в д о л ь з а г р у з к и ( р и с . 1). П р и этом н а п о в е р х н о с т я х р а з д е л а твердой и ж и д к о й фаз совершаются следующие про цессы: на фронте к р и с т а л л и з а ц и и происходит кри сталлизация материала, н а фронте п л а в л е н и я — подпитка зоны исходным мате риалом. Если вдоль загрузки Рис. 1. Схема зонной плавки: 7— лодочка; 2 — загрузка, подпитываю щая расплавленную зону; 3 — рас плавленная зона; 4 — кольцевой нагреватель; 5— закристал лизовавшаяся часть загрузки позади зоны. Стрелкой указано направление движения зоны. 4 Ш * 7 п р о д в и г а е т с я н е с к о л ь к о р а с п л а в л е н н ы х з о н , то п о д питка происходит материалом, закристаллизовавшим ся при прохождении предыдущей зоны. Очистка п р о и с х о д и т з а счет р а з л и ч н о г о р а с п р е д е л е н и я в е щ е с т в между соприкасающимися твердой и ж и д к о й фазами. В а ж н о й характеристикой процесса разделения ве ществ п р и кристаллизации является коэфф. распре д е л е н и я К, п р е д с т а в л я ю щ и й собой о т н о ш е н и е к о н центраций примесей в твердой и ж и д к о й фазах (К=С ,/^жидк.)• п р и м е с и , к - р ы е и м е ю т К < 1, преимущественно концентрируются в расплаве и п р и 3. п." у н о с я т с я р а с п л а в л е н н ы м и з о н а м и в т у ч а с т ь з а г р у з к и , г д е зоны з а к а н ч и в а ю т свое д в и ж е н и е . Т а к и м о б р а з о м ведет с е б я б о л ь ш и н с т в о п р и м е с е й . П р и м е с и , и м е ю щ и е К > 1, п р и к р и с т а л л и з а ц и и п р е и м . концентрируются в твердой фазе, и в результате мно г о к р а т н о й 3 . п . ( р а с п л а в л е н н ы е зоны п р о д в и г а ю т с я вдоль слитка много р а з в одном ваправлении) этими п р и м е с я м и о к а з ы в а е т с я з а г р я з н е н а та ч а с т ь з а г р у з к и , о т к у д а р а с п л а в л е н н ы е зоны н а ч и н а ю т свое д в и ж е н и е . Т е ТВ р и а л а е г о и з о л и р у ю т от о к р у ж а ю щ е й а т м о с ф е р ы , помещая в кварцевые трубы или стальной к о ж у х . П р о ц е с с обычно в е д е т с я в в а к у у м е и л и в з а щ и т н о й атмосфере. Создание вакуума может вызвать разло ж е н и е о ч и щ а е м о г о в е щ е с т в а з а счет и с п а р е н и я , что н е ж е л а т е л ь н о в с л у ч а е 3 . п . р а з л а г а ю щ и х с я соеди нений и благоприятно в случае очистки веществ от л е г к о л е т у ч и х п р и м е с е й . К о н д е н с а ц и я п р и м е с е й на очищенных участках устраняется током защит ного газа, направленного в сторону д в и ж е н и я рас п л а в л е н н ы х зон. Л о д о ч к и могут иметь поперечное сечение р а з л и ч н о й ф о р м ы и и з г о т о в л я ю т с я и з м а т е р и а л а , к - р ы й не в з а и м о д е й с т в у е т с о ч и щ а е м ы м в е щ е с т в о м и не с о д е р ж и т п р и м е с е й , м о г у щ и х з а г р я з н и т ь о ч и щ а е м ы й м а т е р и а л . Н а п р . , п р и 3. п . г е р м а н и я , сурьмы, алюминия и д р . используются лодочки из г р а ф и т а в ы с о к и й ч и с т о т ы , а п р и 3 . п . к р е м н и я , тел л у р а , а н т и м о н и д о в и т . п . —- л о д о ч к и и з п л а в л е н о г о к в а р ц а и т. д . Д л я у м е н ь ш е н и я с м а ч и в а н и я и сцепления внутренние стенки лодочки могут подвер гаться специальной обработке и л и покрытиям. На г р е в д л я с о з д а н и я р а с п л а в л е н н ы х зон п р о и з в о д я т различными способами: нагревателями сопротивле н и я , токами высокой частоты, пламенем сжигаемого газообразного и л и жидкого топлива, электрич. раз р я д о м ( д у г о в а я 3 . п . и 3. п . э л е к т р о н н о й б о м б а р д и р о в к о й ) , излучением (фокусиров кой излучения ламп накаливания или солнечной энергди). Е с л и на концах слитка очищаемого мате риала разместить холодильники, с помощью к-рых станет в о з м о ж н ы м р е г у л и р о в а т ь и х т е м п - р у , то м о ж н о о с у щ е с т в и т ь 3. п . за счет д ж о у л е в а т е п л а , в ы д е л я е м о г о э л е к т р и ч . т о к о м , п р о х о д я щ и м п о за г р у з к е в осевом н а п р а в л е н и и . Д л я с о з д а н и я более у з к и х р а с п л а в л е н н ы х зон и с п о л ь з у ю т с п е ц и а л ь н ы е холодильники, размещаемые с различных сторон н а г р е в а т е л я . Р а с п л а в л е н н ы е зоны в д о л ь загрузки перемещают либо движением слитка относительно на гревателей, либо движением нагревателей относитель но с л и т к а . В с л е д с т в и е р а з л и ч и я у д . о б ъ е м о в в е щ е с т в в твердом и ж и д к о м состоянии может происхо д и т ь м а с с о п е р е н о с в д о л ь з а г р у з к и , и д л я его п р е д о т вращения лодочкам придается определенный на клон. П р о ц е с с 3. п . я в л я е т с я м а л о п р о и з в о д и т е л ь н ы м . С о в е р ш е н с т в о в а н и е п р и м е н я е м о й д л я 3. п . а п п а р а т у р ы идет по п у т и сокращения продолжительности про цесса. Д л я более полного использования нагрева телей твердой загрузке при дают форму разомкнутого коль ца и л и с п и р а л и ( р и с . 2) и п е р е м е щ а ю т в д о л ь з а г р у з к и одно временно несколько распла вленных зон. Наиболее удачен вариант, п р и к-ром несколько нагревателей создают в слитке расплавленные зоны и медлен но п е р е м е щ а ю т и х все в одном направлении, а затем п у т е м Р и с 2. Схема зонной быстрого в о з в р а щ е н и я н а г р е плавки слитка, спираль- в а т е л е и в исходное п о л о ж е пой формы (вид сверху): и е р а с п л а в л е н н а я з о н а , «вы} - 1 ™ № т е ^ 1 ^ пущенная» одним из нагреложен сверху); з — рас- в а т е л е и , « п о д х в а т ы в а е т с я » д р у Н На эффективности очистки существенно сказывается скорость д в и ж е н и я зон. П р и повышенных скоростях примеси с к а п л и в а ю т с я в непосредственной близости от ф р о н т а к р и с т а л л и з а ц и и , не у с п е в а ю т д и ф ф у з и о н ным п у т е м р а в н о м е р н о р а с п р е д е л и т ь с я п о в с е й р а с п л а в л е н н о й зоне ( п р и К < 1), и тем с а м ы м э ф ф е к т и в ность процесса с н и ж а е т с я . Практически скорости движения зон не превышают значений 0,1 — 2,0 мм/мин. Значительной интенсификации процесса 3. п . у д а е т с я д о с т и ч ь п у т е м п р и н у д и т е л ь н о г о п е р е м е ш и в а н и я р а с п л а в а в з о н е . Д л я этой ц е л и л у ч ш е всего использовать электромагнитное перемешива ние. Кроме того, д л я достижения глубокой очистки т р е б у е т с я , к а к п р а в и л о , б о л ь ш о е число п р о х о д о в в о д н о м н а п р а в л е н и и (от 10—15 до н е с к о л ь к и х с о т ) . П р и этом с о з д а е т с я т . н а з . п р е д е л ь н о е рас п р е д е л е н и е примесей, соответствующее наиболь шей достижимой очистке. Т е х н и к а . осуществления 3. п. в большинстве слу чаев очень проста. В связи с необходимостью преду п р е ж д а т ь возможное загрязнение очищаемого мате плавлеикые зоны. Стрелками указаны направле- и г и м ( 3 . п . С «п о Д X в a T 0 м») т тгппттштгяткся п П Г ) Г ) Т Т Т Ж Я Р т продолжает продвигаться в том ж е н а п р а в л е н и и . 3. п . в ы с о к о р е а к ц и о н н ы х в е щ е с т в в е д е т с я бести г е л ь н ы м методом: с л и т о к р а с п о л а г а е т с я в е р т и к а л ь н о и з а к р е п л я е т с я с в е р х у и с н и з у ; р а с п л а в л е н н ы й уча сток т а к о г о с л и т к а у д е р ж и в а е т с я м е ж д у т в е р д ы м и участками силами поверхностного н а т я ж е н и я и может п е р е м е щ а т ь с я в д о л ь с л и т к а к а к в в е р х , т а к и вниз ния движения зон. и