Зонная плавка многократная

В применяемом для изготовления электронных приборов германии допустимая концентрации примесей ничтожно мала, и чаш,е всего ее определяют не химическими методами, а измерением удельного электросопротивления самого германия. Полученный в результате восстановления двуокиси германий подвергается дальнейшей очистке перекристаллизацией 15, 61]. Самым распространенным методом очистки является зонная плавка, при осуществлении которой графитовую лодочку с помещенным в нее германием медленно перемещают в горизонтальной трубчатой печи в атмосфере инертного газа или в вакууме. Материал нагревают в печи с помощью нескольких индукторов, которые создают ряд зон таким образом, что при прохождении слитка через эти индукторы образуются узкие зоны расплавленного германии. В этом методе при многократном нагревании до расплавления и охлаждении примеси оттесняются к концам германиевого слитка. Концы слитка отрезают, а используют только среднюю его часть. Концы слитка возвращают в процесс для их очистки. [c.208]

Поводом для проведения исследований послужил тот факт, что при многократных закалках от 300° С удельный объем технического кадмия увеличивается вследствие образования пор на границах зерен [210—212, 249, 255]. Аналогичная циклическая термообработка очищенного зонной плавкой кадмия к порообразованию не приводила. Предположив, что ответственными за порообразование являются легкоплавкие примеси, присутствующие в техническом кадмии, К. В. Савицкий, А. П. Савицкий и др. исследовали роль различных присадок (висмута, свинца, цинка, индия, ртути и др.) при термоциклировании кадмия. При этом получены следующие результаты [c.103]

Германий является хрупким металлом, не поддающимся холодной и горячей обработке давлением. Поэтому для применения в приборостроении его слитки распиливаются с помощью алмазной пилы на тонкие пластинки, обычно толщиной около 0,2 мм. Германий добывается из отходов производства цинка или коксового производства или из зоны каменного угля. После ректификации и восстановления получают технически чистые слитки германия. Для применения в полупроводниках требуется гораздо более тонкая его очистка, состоящая из следующих операций направленной кристаллизации, многократной зонной плавки и выращивания монокристаллов. При этом все вспомогательные материалы вода, газы, графит, кварц, пластмассы и пр., а также воздух помещения должны быть самой высокой чистоты. [c.464]

Многократная зонная плавка, характеризуемая сравнительной просто-- [c.465]

Случай частичного перемешивания. В данном случае можно выделить много представляюш их интерес примеров, однако мы рассмотрим только распределение примеси после одного прохода и после многократной зонной плавки при постоянных условиях. [c.171]

Многократная зонная плавка при постоянных условиях. Рассмотрим второй проход зоны через стержень с распределением примеси, полученным после первого прохода. На начальном переходном участке примесь, как и при первом проходе, аккумулируется в расплавленной зоне. В результате содержание примеси в твердой фазе в соответственных участках слитка будет меньше, чем после первого прохода, а сама переходная область станет длиннее. Когда фронт расплавленной зоны окажется от конца слитка на расстоянии, равном длине зоны, наклон кривой распределения примеси начнет резко возрастать. Таким образом, область накопления примеси в конце слитка при втором проходе зоны станет длиннее на целую длину зоны, и то же самое произойдет при каждом последующем проходе. Повторные проходы, следовательно, уменьшают концентрацию примеси на начальном пере- [c.172]

При зонной плавке процесс очистки можно повторять многократно, не извлекая из установки слиток. Кроме того, при этом можно осуществлять последовательное движение одного за другим нескольких нагревателей, создающих в слитке ряд следующих одна за другой расплавленных зон. Отсюда следует, что метод вытягивания менее производителен, чем метод зонной плавки. [c.181]

Для получения сверхчистых металлов применяют также многократно повторяемую зонную плавку. Этот метод состоит в том, что стержень очищаемого металла помещается в графитовый футляр, передвигаемый с малой скоростью в трубчатой печи, обогреваемой передвижной электроспиралью. При входе головки стержня в зону высокого нагрева и при расплавлении ее примеси концентрируются именно в этом кольце расп.лава. По мере выхода из этой зоны начинается кристаллизация остывающей части в более чистом виде. Благодаря движению стержня и перемещению зоны плавки примеси постепенно выжимаются в концевую часть стержня, после чего механически отделяются от основного очищенного стержня. [c.79]

Если а < 1, то растворимость примеси в расплаве выше, чем в твердой фазе, и она концентрируется преимущественно в расплаве. При этом концентрация примеси в твердой фазе, образующейся после прохода расплавленной зоны, снижается. Наибольшая степень очистки достигается в начале образца, поскольку при движении расплавленной зоны в ней происходит постепенное накапливание примеси, что в конечном счете приводит к повышению концентрации примеси в твердой фазе. В результате может наступить момент, когда концентрация примеси в твердой фазе достигнет ее исходного значения в образце. Поэтому часто эффект разделения за один проход нагревателя 4 вдоль образца недостаточен, и для достижения заданной концентрации примеси (или чистоты образца) процесс зонной плавки повторяют многократно. При этом часть образца, в котором сконцентрировалась примесь, вначале не удаляют (в отличие от направленной кристаллизации). Для ускорения процесса зонной плавки иногда вдоль образца одновременно перемещают несколько нагревателей. По достижении заданного распределения концентраций примесей образец извлекают, загрязненную часть его удаляют, а оставшуюся часть переплавляют. [c.312]

Как видно, принципиальные возможности зонной плавки в очистке весьма велики. Однако формула (5.35) получена без учета эффекта последней зоны. Учет этого эффекта накладывает ограничения на длину зоны сверху , так как он наступает тем раньше, чем больше /. При многократных проходах зоны, как уже отмечалось, последняя зона будет сдвигаться к началу слитка. Результирующие поправки к С (х) с учетом этого эффекта рассчитаны в [38], а само предельное распределение примеси показано на рис. 5.13 вместе с распределениями примеси по длине образца после каждого из девяти предыдущих проходов зоны. Видно, что конечное отношение С =ю(0)/Со на несколько порядков превышает рассчитанное без учета эффекта последней зоны. Таким образом, существуют два ограничения на величину размеров зоны / — сверху и снизу, — поэтому выбор / должен быть оптимальным. Как правило, выбирают / и 0.1Ь. [c.213]

СОВ перекристаллизации из расплава. Принцип очистки при затвердевании расплава ясен из описанного выше характера распределения примеси между расплавом и кристаллом. Если коэффициент распределения к>, примесь вытесняется из кристалла, который становится чище расплава. Если ксА, кристалл более загрязнен, чем расплав. В обоих случаях такой характер распределения можно использовать для очистки очистка невозможна только, если =1. Чем больше величина к отличается от единицы, тем эффективнее разделение. Детали метода зонной плавки можно видеть из рис. 95, в. Незначительная область загрязненного кристаллического стержня, расположенного в лодочке горизонтально или вертикально, как в методе плавающей зоны, плавится от тепла внешнего источника. Расплавленная зона медленно передвигается вдоль стержня от одного конца к другому процесс повторяют столько раз, сколько необходимо. При <1, когда расплав обогащен примесью, она проходит каждый раз через весь стержень и накапливается на другом конце. Многократное проведение расплавленной зоны от одного конца к другому будет все более очищать кристалл независимо от величины первоначального загрязнения, потому что расплав всегда богаче примесью, чем кристалл. При > 1 примесь будет концентрироваться в начальном участке стержня. Распределение примесей по стержню после первого цикла очистки определяется выражением [c.213]

Размеры атома бериллия малы (атомный диаметр 0,226 нм). Даже небольшие количества примесей сильно охрупчивают бериллий. Пластичный бериллий, содержащий не более 10" % примесей, пол)Д1ают электролизом хлоридных расплавов с последующей зонной плавкой. Многократное повторение зонной плавки (до 8 проходов) позволяет получать особо чистый бериллий с чрезвычайно высокой пластичностью (5 = 140 %). Введение в очищенный бериллий всего 0,001 % Si приводит к охрупчиванию металла. [c.636]

Недавно (1974 г.) опубликованы данные (Д. С. Каменецкая и др.) по свойствам железа исключительно высокой чистоты, полученным многократной зонной плавкой. Предел прочности оказался равным всего лишь 5 ксг/мм , а предел текучести 2,5 kf /jvim . [c.162]

Таким образом, возможность многократной перекристаллизации монокристаллов при электронно-лучевой зонной плавке с плавающей зоной позволяет получить металл значительно более высокой степени чистоты. Монокристаллы, получаемые плавкой в вакууме, могут загрязняться углеродом из-за разложения углеродсодержащих масел, обычно попадающих в вакуумную систему вследствие применения паромасляных насосов. Поэтому для повышения очистки целесообразно зонную плавку молибдена проводить в безуглеродной вакуумной среде. По данным масс-спектрометрическо го анализа, применение без-масляных средств откачки резко уменьшает количество углеродсодержащих соединений в системе [59]. [c.86]

На рис. 74, а показана нолигонизованная структура в техническом титане (ВТ1-1) после охлаждения с 1100° С. До 820° С образцы охлаждались со скоростью / 10 град мин, а затем быстрее 100 град мин. Нагрев и охлаждение производились в вакууме 5,33—6,67-10-2 м/лг . (4—5-10 тор). Субграницы выявляются после многократной (3—5 раз) полировки видны система субграниц и большое число ямок травления внутри а-пла-стин. Сравнение с образцом, подвергавшимся деформации до а 3 -превращения, не обнаруживает видимых различий. Электронномикроскопическое исследование на угольных репликах позволило четко обнаружить, что субграницы представляют собой цепочку ямок травления рис. 74, б). При исследовании тонких фольг на просвет обнаруживается, что субграницы состоят из дислокаций, декорированных частицами примесей (рис. 74, в). Это подтверждается тем, что в монокристалле титана, очищенном зонной плавкой, субзеренная структура выявляется во много раз слабее, чем в техническом титане. [c.195]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...