I—« кристаллизации плавления

Метод направленной кристаллизации. Полупроводниковый материал (обычно монокристалл) наиболее часто очищают способом зонной плавки. Схема зонной плавки приведена на рис. 180. Слиток из полупроводника, помещенный в трубчатую печь, нагревается на участке I до температуры плавления, а затем протягивается через печь слева направо. В образующуюся расплавленную зону попадает из слитка часть примеси. К концу протягивания (производят несколько раз) в основном все примеси остаются в конце слитка, который затем удаляют. Распределение примесей по длине образца приведено на рис. 180, б. Распределение концентрации примесей оценивается равновесным коэффициентом распределения Ко, он равен отношению концентрации примеси в твердой фазе s к концентрации примеси в контактирующей жид- [c.285]

Таким образом, процесс кристаллизации будет происходить при 2 < пл. 3 процесс плавления при > i , т. е. для процесса кристаллизации необходимо переохлаждение системы (А/а), а для расплавления — перегрев (Д х). В отличие от теоретической температуры кристаллизации, соответствующей фактической температурой кристаллизации является более низкая температура. Кривые охлаждения, построенные в координатах температура-время для идеального случая кристаллизации, а также реальных случаев кристаллизации и нагрева при расплавлении металлов, приведены на рис. 29. [c.45]

Диаграмма 1 (фиг. 111, I). Начало затвердевания (конец плавления) сплавов —линия АЕ и ЕВ (ликвидус), конец затвердевания (начало плавления) — линия d (солидус). Структура механическая смесь чистых металлов А и В левее точки Е — крупные кристаллы металла А, окружённые смесью мелких кристаллов А л В (эвтектикой) правее точки Е— крупные кристаллы металла В, окружённые эвтектикой. Структура сплава, отвечающего по составу точке Е, — чистая эвтектика. Фазовых превращений в твёрдом состоянии в сплавах не имеется. Термическая обработка сплавов невозможна. Структура и механические свойства сплавов могут быть изменены (улучшены) а) подбором соответствующих условий литья для получения мелкой кристаллизации б) ковкой при нагреве до температуры, лежащей ниже линии начала плавления d в) ковкой в холодном состоянии всех сплавов, если компоненты А п В не обладают хрупкостью, и некоторых сплавов, если один из компонентов обладает хрупкостью. [c.193]

Недостатками установок, в которых при охлаждении отливок используется теплоотдача излучением, обладающая невысокой эффективностью, являются прежде всего низкая скорость кристаллизации сплавов и широкая область твердожидкой зоны, которые в конечном счете обусловливают образование крупнокристаллической структуры и рассмотренных ранее дефектов литья при направленной кристаллизации. Эти недостатки можно в существенной степени устранить, интенсифицируя направленный теплоотвод от формы с отливкой посредством их конвективного охлаждения в ванне с расплавленным металлом, имеющим невысокую температуру плавления (например, олово, алюминий). Схема установки для ускоренной направленной кристаллизации представлена на рис. 15.4. Внутри нагревательной печи 5 размещается прокаленная керамическая форма I, закрепляемая на штоке 2 вертикального привода при помощи специальной подвески, изготовленной из молибденового сплава. Керамическую форму заполняют расплавом из плавильного индуктора через заливочную воронку, сливное отверстие которой смещено относительно штока. Для обеспечения температурного градиента между зонами нагрева и охлаждения они разделены тепловыми экранами. Зона охлаждения, расположенная под зоной нагрева, состоит из тигля 4, заполненного жидкометаллическим теплоносителем 5. Расплавление теплоносителя осуществляется нагревателем 6. После заполнения керамической формы расплавом жаропрочного сплава она с помощью штока перемещается с регламентированной скоростью в зону охлаждения и постепенно погружается в жидкий теплоноситель. Расчеты показали, что значение коэффициента теплопередачи К при использовании жидкометаллического охладителя (расплав олова при 300—450 С) более чем в три раза превышает значение этого коэффициента при охлаждении формы излучением в вакууме 225 и 70 Вт/(м К) соответственно. [c.366]

Примерами переходов I рода могут служить процессы, связанные с изменением агрегатного состояния вещества (плавление, испарение, сублимация, конденсация, кристаллизация), аллотропные превращения в твердом состоянии, упорядочение атомно-кристаллической структуры в ряде сплавов, переход в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле. [c.164]

Особенности взаимодействия меди с другими элементами дают возможность создания припоев на ее основе с широким диапазоном температур пайки от 700° С до 1200° С. При этом используются главным образом следующие особенности меди I) образование легкоплавких эвтектик с фосфором при 707 С и с серебром при 779° С 2) образование ограниченных твердых растворов с цинком и узким интервалом кристаллизации 3) образование непрерывного ряда твердых растворов с марганцем, золотом, палладием, никелем. При легировании меди марганцем температура плавления снижается до 870°С (при 35% Мп), золотом— до 889°С (при 80% Аи). Легирование меди палладием и никелем вызывает непрерывное повышение температуры плавления. [c.218]

В сварных швах место начала легирования металла РЭ зависит от способа введения этого элемента в сварочную ванну и ее размеров, а следовательно, и параметров режима сварки. Так как РЭ поступает в переднюю часть сварочной ванны и отбрасывается вместе с жидким металлом в ее заднюю часть, то начало легирования металла шва этим элементом определяют по максимальному расстоянию I от точки поступления РЭ в зону плавления металла до точки его застывания (кристаллизации). При этом за точку кристаллизации металла сварочной ванны обычно принимают точку, лежащую на поверхности металла шва по его продольной оси на границе с жидким металлом. [c.37]

При установке легирующей вставки с положительным градиентом снизу (рис. 37, а) расстояние I между точками начала плавления легирующей вставки и легирования металла шва будет равно длине 2 участка кристаллизации металла сварочной ванны (см. рис. 32). [c.37]

Диаграмма состояния. Сплавы золота с мышьяком могут быть легко получены пропусканием паров мышьяка над нагретым докрасна золотом. При этом образуется легкоплавкий сплав серого цвета, не отдающий полностью мышьяка после двухчасового плавления в открытом тигле. При охлаждении до температуры кристаллизации происходит разбрызгивание сплава вследствие энергичного выделения мышьяка [I, 2]. [c.125]

Термический анализ является одним из важнейших способов исследования металлов. Любое превращение, происходящее в металле, в том числе плавление при нагревании (кристаллизация при охлаждении) или переход металла в твердом состоянии из одной формы кристаллического строения в другую, или растворение избыточной фазы (выделение из твердого раствора), сопровождается изменением теплосодержания. Если изменение теплосодержания происходит прерывно, а величина производной теплосодержания по температуре (т. е. теплоемкость) стремится к бесконечности, то соответствующее превращение будет фазовым переходом I рода. [c.12]

Замечено, что этот тип взаимодействия наблюдается, если ком- поненты имеют значительное различие в величинах атомных диа-I метров (более чем на 15—17%), температур плавления и далеко рас-I/положены в периодической системе элементов Менделеева. Однако следует отметить, что полной нерастворимости компонентов в реальных металлических сплавах практически не наблюдается всегда хотя бы незначительное количество одного компонента растворяется в другом, т. е. они обладают ограниченной растворимостью друг в друге. Поэтому при кристаллизации чаще образуется механическая смесь, состоящая не из чистых компонентов, а из твердых растворов или химических соединений. [c.51]

Разрез I приведен на рис. 114, Этот разрез сделав при температуре выше температуры плавления компонента М , поэтому в тетраэдре концентраций около его вершины ЛГб указано жидкое состояние (ж). Две кривые поверхности, изображенные жирными линиями, соответствуют началу процессов первичной кристаллизации. [c.365]

I— момент сдавливания перед включением тока 2 — на-чало плавления ядра 3 — расплавленное ядро заданных размеров, момент выключения тока 4 — кристаллизация и остывание всей зоны сварной точки [c.140]

Значение К может быть больше или меньше 1. Если примесь понижает температуру плавления вещества, то К < I, что часто встречается на практике. В обратном случае, когда примесь повышает температуру плавления вещества, К > I. Этот случай в технологии полупроводников встречается сравнительно редко. Значение К может изменяться в широких пределах от величины менее 10 до величины более 10. Величина К определяется типом фазовой диаграммы основного компонента и примеси и зависит от условий кристаллизации (скорости перемещения фронта кристаллизации, интенсивности перемешивания расплава и т.д.). Величина К играет большую роль в кристаллизационных способах очистки. [c.195]

Однако не при всех возможных изменениях скорости охлаждения и кристаллизации реальных сплавов одинаково развивается химическая дендритная неоднородность. На рис. IV.5 схематически изображен угол диаграммы состояния сплавов, образующих непрерывный ряд твердых растворов, у которых примесь (или второй легирующий элемент) снижает температуру плавления сплава. В момент начала затвердевания сплава /—I жидкая фаза имеет состав С , а образующая- [c.275]

Цугун представляет собой железо-углеродпстьп" сплав, который может свариваться при определенном металлургическом процессе расплавления. При сварке плавлением образуется три зоны, различные по структуре (рис. 69) зона шва / (I участок кристаллизации присадочного расплавленного металла без диффузионного перемешивания, — уча- [c.107]

Если считать установленным, что при плавлении металла его структура исчезает, т. е. Д5стр—>0, то можно предположить, что при кристаллизации она возникает. При этом, согласно (2.11) и (2.12), внутренние напряжения, создаваемые структурными элементами, уравновешивают внешние (силу гравитации, атмосферное давление, поверхностное натяжение) при минимуме строительного материала - энергии дефектов кристаллического строения. Подобное утверждение помогает сформулировать принцип самоорганизации - образования структур в термодинамических системах система образует структуру, т.е. определенным образом располагает свои энер- гозаряженные элементы, чтобы при минимуме запасенной (диссипироеанной) энергии уравновесить внешние возмущения. Как только внешние условия изменяются, система образует новую структуру (новый тип структуры, новый порядок). При снятии внешних возмущений система сбрасывает структуру, стремясь опять же к минимуму энергии. Чем больше значение I А стр I, тем совершенней структура, тем дальше система от равновесного состояния. [c.63]

Указанные четыре группы составили остов представленной на рис. 5 классификации структурных изменений. Фазовые превращения I рода характеризуются комбинацией классификационных элементов и разделены на две части слева указаны превращения, сопровождающиеся изменением агрегатного состояния, справа — твердофазные переходы. В зависимости от того, происходит ли перераспределение компонентов между жидкостью, кристаллами и газом, эти превращения (возгонка, плавление, кристаллизация и др. ) могут быть избирательными и безызбиратель-ными. [c.29]

IV) и Ж,0-22Ш,0, (V). Соединения II, IV и V плавятся инконгруэнтно при 1039, 1234 и 1279°С соответственно. Соединения I и III плавятся конгруэнтно при 950 и 1163 °С. Как следует из диаграммы (рис. 1.17), из-за инконгруэнтного плавления KNbOj кристаллы этого соединения нельзя получить из стехиометрического расплава методом Чохральского или иными часто использующимися методами, вследствие чего приходится прибегать к методу кристаллизации из раствора в расплаве или гидротермальному методу. [c.39]

При достижении концентрации компонентов такой величины, при которой начинается кристаллизация безводной соли В (поле ее кристаллизации eiEP p i), точки состава раствора будут находиться на линии пересечения полей кристаллизации соли В и кристаллогидрата p lP. Однако в этом случае не происходит заметного изменения состава раствора, так как при плавлении 1 моль кристаллогидрата освобождается п молей воды, которые превращают раствор в ненасыщенный по мере упаривания такого раствора в твердую фазу выпадает безводная соль В. По окончании плавления система получает степень свободы, и изменение состава раствора начнет изображаться лучо м /3/4. [c.128]

В работе [I ], по данным термического анализа, установлено, что температурный интервал кристаллизации сплавов, содержащих 0—40% (ат.) Сг, уже по сравнению с указанным М. Хансеном и К- Андерко (см. т. I [10]) максимальная разница между ликвидусом и солидусом примерно в 4 град наблюдается у сплава Fe с 10% Сг. Узость интервала плавления подтверждена термодинамическими расчетами, основанными на изучении effusion метода [2, 3]. [c.347]

I, Ь, к — длина, ширина и глубина сварочной ванны /ь 1г — длина передней и задней (кристаллизующейся) части сварочной ванны 1з—длина задней части сварочной ванны от оси электрода Л—точка начала плавления металла Б, В — точки начала кристаллизации металла сварочной ванны на ее поверхности и в корне шва (в вертикальной плоскости, проходящей через ось шва) Г —точки начала кристаллизации металла на боковых поверхностях сварочной ванны Д —точка в корне шва, лежащая в одной плоскости поперечного сечения с точкой Б Е — боковые точки шва, лежащие в одной плоскости поперечного сечения с точками В к Д- С — изоконцентрационные линии содержания РЭ [c.32]

Возьмем для примера сплав с содержанием 40% В (60% 5Ь). Положение его на диаграмме (фиг. 56) отвечает ординате 40М. В точке I (на ликвидусе) начинается затвердевание из жидкой фазы (Л С) образуются центры кристаллизации твердого раствора Т). Согласно теории растворов и правилу отрезков, концентрация этих первых образований твердой фазы должна отвечать точке х (получаемой путем проведения конноды при этой температуре через нашу фигуративную точку /). Эта концентрация получается значительно богаче, чем жидкость, компонентом 5Ь, повышающим температуру плавления (плавкость) наших сплавов. [c.74]

Имеется ли в месте соединения расплавленный металл или сварка произошла в твердой фазе при энергетическом признаке классификации процессов,— на первый взгляд несушественно. Однако физико-химический механизм процесса сварки весьма своеобразен и отличен для разных групп энергетической классификации. Например, группе I соответствует сварка с обязательным плавлением материала, так как механические воздействия отсутствуют. Соединение обеспечивается здесь быстро за счет смачивания кромок изделий и последующей кристаллизации шва. [c.206]

Железо—металл, широко распространенный в природе в земной коре его содержится 5,1%. Плотность железа 7,83, температура плавления 1535° С. Как было указано в главе I, железо имеет две аллотропические модификации a TjTpa рис. 39 приведена кривая охлаждения железа, на которой имеется несколько горизонтальных участков, соответствующих температурам кристаллизации и аллотропических превращений. [c.72]

Размер образовавшихся кристаллов зависит от соотношения величин с. к. и ч. ц. при температуре кристаллизации при данной степени переохлаждения. При большом значении с. к. и малом значении ч. ц. (например, при малых степенях переохлаждения, фиг. 25) образуются немногочисленные крупные кристаллы при малых значениях с. к. и больших ч. ц. (большое переохлаждение) образуется большое число мелких кристаллов. Наконец,I в соответствии с кривыми Таммана, если удается очень сильно переохладить жидкость без кристаллизации, то с. к. и ч. ц. становятся равными нулю, жидкость сохраняется непревращенной, незакристаллизовавшейся. Однако жидкие металлы мало склонны к переохлаждению и такого состоя- ния достичь не могут. Соли, силикаты, органические вещества, наоборот, весьма склонны к переохлаждению. Обычное прозрачное твердое стекло представляет собой переохлажденную загустевшую жидкость. Такое состояние, как указывалось выше, является аморфным и характеризуется отсутствием определенной температуры плавления и отсутствием правильного расположения атомов в виде определенной кристаллической решетки. [c.29]

Типы диаграмм состояния. 1. Диаграмма состояния сплавов, кристаллизующихся в однородный твердый раствор, имеет вид, показанный на фиг. 12. Кривая I (ликвидус) показывает зависимость температуры начала кристаллизации от состава. Кривая (солидус) дает темп-ры конца кристаллизации. Выше кривой I все сплавы находятся в жидком состоянии, ниже кривой У — в твердом, а между кривыми I и S — в стадии кристаллизации. Т. о. для твердых растворов характерно протекание кристаллизации не при постоянной темп-ре, как в случае чистых металлов, а в нек-ром интервале темп-р, что вызвано условиями равновесия в двухкомпонентной системе (правило фаз). Для любой выбранной темп-ры II лежащей между температурами плавления компонентов [А и В), можно указать сплав, только что начинающий плавиться (сплав состава п), и сплав, только что начинающий кристаллизоваться (сплав состава т). Малейшее отклонение вверх поведет к плавленйю сплава п, отклонение вниз — к кристаллизации сплава т. При 1° жидкость состава т и кристаллы состава п находятся в равновесии друг с другом. Кристаллы же состава т при этой темп-ре не могут существовать, т. к. они начинают плавиться при гораздо более низкой темп-ре. Т. о. в противоположность чистым металлам, в к-рых состав равновесных жидкостей и кристаллов одинаков, в твердых растворах из жидкости одного состава т могут выделяться только кристаллы другого состава и, равновесные с этой жидкостью. Этим объясняется неодинаковость состава первых и последних выпавших кристаллов и связан- [c.382]

I — твердая фаза П — жидкость Ш — газообразное состояине IV — теплота испарения или теплота конденсации V — теплота плавления — затвердевания или теплота кристаллизации [c.61]

Известно, что железо и сера образуют неограниченные растворы в жидком состоянии и обладают очень малой растворимостью в твердом. Предельная растворимость серы в у-Ре нри температуре 1365 С составляет 0,05 %, а нри I = 1000 С -0,013 %. В а-Ре растворимость серы незначительна нри I = = 18 С равна 0,002-0,003 %. При охлаждении сварочной ванны в результате избирательной кристаллизации сера, растворенная в расплавленном металле, концентрируется в остающейся жидкости. В процессе последующей кристаллизации сера выделяется на границах зерен металла в виде легкоплавких соединений в смеси с окислами железа (сульфидные и оксисульфидные), с температурой их плавления -980 С. Кроме того, сера по сравнению с другими элементами наиболее склонна к сегрегации - коэффициент сегрегации ее равен 0,8 [103]. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...