Распределение нормальной кристаллизации

Ф и 8. 8. Зависимость относительной концентрации примеси в твердой фазе g (ж)/Со от расстояния вдоль слитка X для случая нормальной кристаллизации слитка единичной длины при различных значениях коэффициента распределения примеси к [21]. [c.169]

Аналогичным образом можно определить kl (х ), к х ),. . А " х ) для данной жидкости состава t (х ), l, х ),. . С (ж ). Поскольку концентрация компонентов в жидкой фазе изменяется с расстоянием х вдоль загрузки, на основании анализа одного слитка можно определить значения обобщенного коэффициента распределения для целого интервала концентраций компонентов в расплаве, как следует из кривых нормальной кристаллизации (см. фиг. 8). [c.209]

Метод нормальной направленной кристаллизации (рис. 18.12) используют для очистки полупроводника от примесей, имеющих малое значение К, и для получения монокристаллов. Химически очищенный полупроводник помещают в ампулу (или в графитовую лодочку), которую перемещают в печи, имеющей по длине большой градиент температуры. В начале процесса полупроводник расплавляется, а затем часть его, попадая в зону печи с пониженной температурой, кристаллизуется. Если кристаллизация начинается с острого конца ампулы, то растет очищенный монокристалл. Примеси, у которых А < 1, сохраняются в жидкой фазе. Распределение примеси по длине кристалла при нормальной направленной кристаллизации для разных значений К показано на рис. 18.12, в. После затвердевания конец кристалла, обогащенный примесью, отрезают. [c.591]

Рис. 18.12. Схемы получения горизонтального (а) и вертикального (й) монокристалла методом нормальной направленной кристаллизации и распределение примесей по его длине при различном К (в)

Рис. 5.5. Распределение примеси по длине слитка при нормальной направленной кристаллизации

Распределение примеси по длине кристалла в случае неединичного коэффициента распределения рассчитывается так же, как и в способе нормальной направленной кристаллизации (5.3) (см. рис. 5.5). [c.322]

Распределение примесей при нормальной направленной кристаллизации [c.207]

Этой схемой описывается распределение примесей в кристаллах, выращенных методом нормальной направленной кристаллизации и методом вытягивания из расплава. [c.207]

Рис. 5.11. Распределение относительной концентрации примеси с различными значениями К по длине кристаллов, выращенных нормальной направленной кристаллизацией (L — длина слитка) [37].

Следует отметить, что поскольку при зонной плавке весь образец сразу не плавят, то его состав не усредняется. Поэтому распределение примеси в кристалле после зонной плавки в отличие от нормальной направленной кристаллизации должно зависеть от вида исходного распределения примеси в заготовке. [c.209]

Ясно, что при К < 1 накопление примеси в зоне будет происходить тем быстрее, чем меньше /. Поэтому длина зоны не должна быть слишком малой. Например, пусть / = 0.1Ь, тогда при К < 1 условие насыщения зоны примесью не выполняется в пределах всего слитка, и слиток будет эффективно очищаться до х < 0.9Ь, то есть пока правый конец зоны не дойдет до конца слитка. После этого распределение (5.27) перестает действовать, поскольку длина зоны начинает уменьшаться, и дальнейшая кристаллизация расплава (на последнем участке 0.9Ь < х < Ь) происходит по схеме нормальной направленной кристаллизации. Распределение примеси в этом случае описывается зависимостью (5.22), где в качестве Со (начальные условия) должна быть взята величина Сз(Ь — I), определяемая уравнением (5.27). [c.211]

Однородные кристаллы полупроводников проще всего получить, используя без всяких изменений обычные кристаллизационные процессы нормальную направленную кристаллизацию и зонную плавку. В этом случае используют приблизительно однородно легированную часть кристалла. Анализ кривых распределения примесей (см. гл. 5) в этих процессах показывает, что наиболее равномерно легированная часть кристалла примыкает к одному из его концов, поэтому целесообразно для дальнейшей работы использовать именно эти части. [c.269]

Распределение примесей при зонной плавке, 209 Распределение примесей при нормальной направленной кристаллизации, 207 Раствор, 219 [c.370]

Существует два основных способа проведения контролируемого процесса кристаллизации растворов. Первый из них заключается в том, что слиток расплавляется целиком и затем постепенно закри-сталлизовывается с одного конца. При другом способе расплавляется только небольшая часть слитка (зона), и эту расплавленную зону заставляют перемещаться через остальную часть слитка таким образом, чтобы одновременно происходило и плавление (на одном конце зоны), и затвердевание (на другом ее конце). Первый способ называется нормальной кристаллизацией, второй — зонной плавкой (Пфанн [10]). Каждый из этих способов дает характерное распределение примеси в полученно м слитке. В обоих случаях это распределение можно изменить или нарушить путем изменения процесса кристаллизации одним из двух способов [c.166]

Микроликвация второго типа связана с резким возрастанием концентрации примеси по границам зерен в зоне равноосных кристаллов. Этот эффект иллюстрируется схемой, приведенной на фиг. 46. По существу, это эффект конечного переходного распределения примеси при нормальной кристаллизации (см. разд. 3.1.2). По мере сближения границ зерен концентрация примеси в тонком слое между их поверхностями может возрасти настолько, что начнется образование второй фазы. Если образования второй фазы не происходит, то при гладкой поверхности раздела зерен относительная концентрация примеси в твердой фазе s(X2)/ o в зависимости от параметра VЮ)Хг будет изменяться, как показано на фиг. 47 (здесь Со — исходная концентрация примеси в ванне, а Хз— половина расстояния между границами зерен). Как видно, при малых ликвация по границам зерен может быть в данном случае очень большой. Эта ликва ция увеличивается также с увеличением размера зерен и с уменьшением скорости роста этих зерен. Если зерна имеют дендритную форму, ликвация этого типа может быть гораздо меньше. [c.222]

Неравномерное распределение легирующих элементов, примесей или микрофаз в металлах и сплавах. (2) Дефект отливки, состоящий в концентрации легирующих элементов в определенных областях, обычно в результате первичной кристаллизации одной фазы и последующего увеличения концентрации других элементов в оставшейся жидкости. Различают микро- и макроликвацию. Микроликвация относится к нормальной ликвации на микроскопическом уровне, когда материал, более богатый легирующими элементами застывает в виде последовательных слоев на дендритах с образованием каркаса. Макроликвация связана с различиями в концентрации больших объемов (например, одной области отливки от другой). См. также Inverse segregation [c.1038]

При затвердевании отливки может наблюдаться макроликвация двоякого рода. Во-йервых, это нормальная ликвация, которая происходит вследствие наличия перемешивания в жидкости. Степень ликвации в этом случае увеличивается с уменьшением скорости кристаллизации V и равновесного коэффициента распределения ко (см. фиг. 8). Во-вторых, это так называемая обратная ликвация, которая заключается в том, что примесью с /со С 1 обогащены участки отливки, прилегаюш ие к охлаждающим поверхностям, а не центральные участки,, застывающие в последнюю очередь. Это обусловлено тем, что обогащенная примесью жидкость под действием давления, создаваемого сжатием твердой фазы, затекает в междендритные промежутки и благодаря естественному сокращению объема этих областей вследствие роста доходит до самых наружных участков отливки, обогащая их примесью, так как концентрация примеси в этой жидкости бывает близка к эвтектической. [c.220]

С целью борьбы с ликвацией в сплав свинца с оловом и сурьмой вводят около 5% Си. Медь, образуя с оловом химическое соединение СизЗп, кристаллизуется в виде звездочек, мешающих кристалликам 5п5Ь всплывать и способствующих равномерному распределению их в сплаве. Кроме того, эти звездочки служат центрами кристаллизации в форме мелких кубиков для соединения 5п5Ь, которым они обрастают. На рис. 61 представлена микроструктура нормального баббита. Установлено, что добавка 1—3% N1 уменьшает ликвацию свинцовой бронзы. [c.135]

В интервале температур 1100—800°С происходит интенсивное увеличение вязкости стеклофазы, сопровождающееся также и процессами кристаллизации. Скорость охлаждения в этом интервале имеет решающее значение, так как температурные градиенты (температурное поле) в теле изделия определяют величину и характер распределения остаточных напряжений в затвердевщем охлажденном изделии. Для снятия таких напряжений (отжига) требуется длительная выдержка изделия при температурах, лежащих в пределах интервала температур отжига стеклофазы черепка. В стеклоделии этот интервал ограничен предельными значениями вязкости — 10 Па-с. Значения высшей температуры отжига промышленных стекол выбирают на 20—30 °С ниже температуры размягчения в пределах 400—600 °С. Низшая температура отжига лежит на 50—150 °С ниже. Вязкость стекол в интервале формования от 10 до 10 Па-с в твердом состоянии она составляет 10 Па-с. Вязкость стекол при их кристаллизации повышается. Этим можно объяснить то, что вязкость фарфоровой массы, в которой стеклофаза обволакивает кристаллы кварца и муллита, высока. При температуре спекания она равна 10 Пa , при 1000°С—10 2 Па-с, при 800°С—Па-с, при 600°—Па-с. Механизм возникновения напряжений связан с уменьшением объема слоев расплава стекла при его охлаждении и появлении растягивающих усилий в быстрее остывающих и сжимающихся наружных слоях, охватывающих внутренние более горячие слои, которые, остывая, в свою очередь, начинают сжимать наружные слои. Закаленные образцы имеют меньшую плотность, а следовательно, занимают и больший объем при отжиге их объем уменьшается и плотность приближается к плотности нормально охлажденного (отожженного) материала. Практически при обжиге крупногабаритных толстостенных изоляторов скорость охлаждения в интервале 1100 — 800 °С — от 5 до 15°С/ ч в режиме отжига илп 25 °С/ч — в производственном ре-жпхме при охлаждении в периодической печи (горне) прн 450°С/ч — в режиме закалки — возникают остаточные напряжения, снижающие термомеханическпе свойства изделий. Поэтому прп обжиге толстостенных крупногабаритных фарфоровых изоляторов в туннель- [c.350]

Затвердевание стального слитка всегда сопровождается появлением литой текстуры вследствие предпочтительной ориентации столбчатых кристаллов, растущих в на.прааленни отвода тепла (нормально к охлаждающим стоикам). Конкретные условия кристаллизации технических сплавов всегда вызывают неоднородность химического состава и неодносодное распределение примесей по сечению слитка и в микрообъемах стали. Последующая гомогенизация и обработка давлением в горячем и холодном состоянии разрушает литую текстуру, но не может полностью устранить неоднородность состава и распределения примесей (углерода, кремния, марганца, серы, фосфора) ни по сечению изделия, ни в масштабах кристаллитов. В результате прокатанная,, кованая или штампованная сталь име.ет волокнистое строение, четко выявляемое макротравлением. [c.951]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...