Равновесный коэффициент разделения

Равновесный коэффициент разделения [c.196]

С помощью равновесного коэффициента разделения Ко характеризуют эффект разделения компонентов смеси в каждый момент равновесия между кристаллом и расплавом. Его называют равновесным именно потому, что он отражает состав фаз на диаграмме состояния, построенной в близких к равновесию условиях, то есть при достаточно малых скоростях кристаллизации. В этом случае концентрация примеси, растворенной в расплаве С , одинакова во всем объеме расплава, а ее концентрация в закристаллизовавшейся части = КоС . [c.196]

Таким образом, следует еще раз подчеркнуть, что равновесный коэффициент разделения Ко определяется видом фазовой диаграммы, а в конечном счете — свойствами взаимодействующих атомов. [c.200]

В реальных условиях фронт кристаллизации движется со скоростью большей, чем скорость диффузии примесей в расплаве. Пусть для определенности Ко < 1. Тогда по мере роста кристалла со скоростью V за счет того, что твердая фаза содержит меньше примеси, чем исходный расплав, из которого она образуется, концентрация примеси в расплаве у границы раздела возрастает. Накопление избытка примеси, выделяющейся у движущегося фронта кристаллизации, приводит к образованию перед ним диффузионного слоя 6, из которого примесь путем диффузии переходит в объем расплава (рис. 5.6,6). Если же равновесный коэффициент разделения примеси Ко > 1, то вблизи поверхности роста ощущается недостаток примеси. В стационарном режиме роста кристалла должен существовать поток примесного компонента от границы роста в глубь расплава, если Ко < 1, или к ней, если Ко > 1. В этих условиях содержание примеси в закристаллизовавшейся части кристалла s определяется концентрацией примеси в расплаве у фронта кристаллизации (0). Так как (0), как правило, неизвестна, то в этих неравновесных условиях связь между концентрациями примеси в твердой s и жидкой фазах определяется с помощью эффективного коэффициента разделения К [c.202]

Д — безразмерная величина, называемая приведенной скоростью кристаллизации. На рис. 5.7 представлен график зависимости К от А для разных Ко. Видно, что увеличение приведенной скорости кристаллизации Д смещает К в сторону 1 независимо от значения равновесного коэффициента разделения Ко. И, наоборот, уменьшение Д приближает К к Ко. [c.203]

Пусть, для определенности. Ко < 1. Тогда если скорость роста кристалла V больше, чем скорость выравнивания состава в жидкой фазе, то из-за оттеснения примеси из твердой фазы в жидкую и замедленности диффузионных процессов установления равновесия в жидкой фазе концентрация примеси в расплаве у границы раздела будет возрастать. Накопление избытка примеси приведет к образованию перед движущимся фронтом кристаллизации диффузионного слоя 6, из которого примесь путем диффузии переходит в объем расплава. Если Ко > 1, то вблизи поверхности роста ощущается недостаток примеси. Таким образом, от равновесного коэффициента разделения Ко мы переходим к эффективному К и учитываем влияние условий выращивания на процессы легирования [c.267]

Зависимость К от V показана на рис. 7.1 для двух скоростей вращения и трех значений равновесного коэффициента разделения Ко. Видно, что только при скоростях V < 4 10 см/с можно говорить о совпадении К и Ко. Из рисунка также видно, сколь важно вращение расплава и (или) кристалла для выравнивания концентрации примеси в расплаве. Особенно это важно в условиях зонной плавки без перемешивания расплава 6 может достигать размеров зоны. При 6 = I си К я Ко становятся сопоставимы по величине только при V < 10 см/с. Именно поэтому скорости выращивания кристаллов в методе зонной плавки значительно меньше, чем при вытягивании кристалла из расплава. [c.267]

Рис. 64. Зависимость коэффициента разделения хрома и ванадия ( сг—v) ° Равновесного pH

ВВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗДЕЛЕНИЯ СРАВНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ С РАВНОВЕСНЫМИ СВОЙСТВАМИ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИЗОТОПИЧЕСКИХ ЭФФЕ К-ТОВ для ИЗУЧЕНИЯ НЕРАВНОВЕСНОГО ПОВЕДЕНИЯ ЖИДКОГО [c.206]

Поскольку в условиях пайки припой понижает температуру плавления сплава, образующегося при взаимодействии его с основным металлом, то при кристаллизации зоны сплавления концентрация припоя в жидкой фазе будет выше, чем в образующихся кристаллах твердой фазы, и равновесный коэффициент распределения припоя будет меньше единицы. В начале кристаллизации твердый раствор обогащен основным металлом, в конце кристаллизации — припоем. При этом чем больше равновесный коэффициент распределения будет отличаться от единицы при = Со, тем больше концентрация припоя в кристаллах будет отличаться от Со. С повышением скорости охлаждения разделение компонентов при направленной кристаллизации уменьшается и при определенной степени переохлаждения возможна без-диффузионная кристаллизация в шве, при которой образующаяся из жидкости твердая фаза, соответствует ей по составу. Возможность бездиффузионной кристаллизации может быть оценена по свободной энергии Гиббса жидкой и твердой фаз (рис. 66). При переохлаждении расплава любого состава до температур, соответствующих линии равных потенциалов жидкого и твер- [c.121]

По физическому смыслу методы разделения смесей при их частичной кристаллизации аналогачны методам перегонки, когда система пар-жидкость и процессы частичной конденсации и испарения аналогичны системе жидкость-кристаллы и процессам частичной кристаллизации и растворения. По аналогии с перегонкой отношение концентраций в равновесных кристаллической и жидкой фазах (а) называют коэффициентом разделения [c.299]

Будем в первом приближении считать процесс кристаллизации равновесным с постоянным во времени коэффициентом разделения а. Принимая исходное количество раствора конечное количество образовавшихся кристаллов Ст.к и количество маточного раствора получим [c.299]

Следует подчеркнуть, что данная методика расчета применима лишь к равновесной кристаллизации при бесконечно большой скорости переноса вещества к поверхности раздела фаз. Поскольку скорость реального процесса кристаллизации конечна, то в этом случае коэффициент разделения связывает составы неравновесных фаз и таким образом становится функцией кинетических параметров массообмена. [c.300]

Соотношение между коэффициентом разделения (коэффициентом распределения), связывающим равновесные составы фаз (+ а), и коэффициентом разделения в неравновесном процессе (+ а ) может быть найдено из материального баланса массопереноса в диффузионном пограничном слое у поверхности кристаллической фазы (рис. 23-4). [c.300]

Различают равновесный и эффективный коэффициенты разделения. [c.196]

Найдем связь между эффективным К и равновесным Ко коэффициентами разделения примеси. Для этого необходимо найти зависимость, описывающую распределение концентрации примеси в расплаве перед движущемся фронтом кристаллизации. Математически распределение примеси в системе кристалл-расплав описывается дифференциальным уравнением массообмена в движущейся среде [c.202]

Вводя равновесный Ко = s/ l Q) и эффективный К = s/ l коэффициенты разделения и обозначая У6/0 = Д, получим уравнение, связывающее их между собой [c.203]

Практически метод жидкостной эпитаксии реализуется следующим образом (рис. 9.7). Подложка Ое я-типа с ориентацией <П1> закрепляется в верхней части наклонного графитового тигля, в нижней части которого находится раствор Ое в 1п. После достижения температуры 520°С нагрев тигля прекращается (раствор находится в перегретом состоянии) и его наклоняют так, чтобы раствор покрыл подложку. Далее начинается медленное охлаждение тигля, в процессе которого подложка Ое успевает частично раствориться (и8 мкм) до установления равновесной концентрации Ое в растворе при этом ликвидируются поверхностные нарушения подложки. Затем при фиксированной температуре происходит эпитаксиальное наращивание Ое на подложке с образованием пленки толщиной и25 мкм. После осаждения при температуре 350°С тигель возвращают в исходное положение, извлекают из печи и остаток 1п удаляют с поверхности кристалла. При необходимости легирования примесь добавляют в раствор с учетом ее коэффициента разделения в условиях [c.337]

До сих пор мы рассматривали равновесные коэффициенты разделения, рассчитываемые из фазовых диаграмм или получаемые методом, основанным на измерении концентрации свободных носителей в легированных полупроводниках. И в том, и в другом методах коэффициент разделения определялся в условиях, близких к равновесным. Эти условия, как правило, выполняются при достаточно малых скоростях кристаллизации расплава. В этом случае концентрация примеси С , растворенной в расплаве, одинакова во всем его объеме (рис. 5.6,а), а ее концентрация в закристаллизовавшейся части Сз = К0С1. [c.201]

После контактирования 1 М раствора БАМБФ в керосине с раствором после выщелачивания получают органический раствор, содержащий 22—24 г/л цезия в зависимости от pH раствора. На рис. 60 представлена равновесная кривая экстракции. На рис. 61 показаны кривые экстракции щелочных металлов раствором этого экстрагента в диизопропилбензоле из смешанного раствора карбонатов щелочных металлов при различных Н. Согласно имеющимся сведениям, растворимость БАМБФ в водной фазе при pH = 12,8 составляет 0,03 г/л. Коэффициент разделения цезия и рубидия медленно уменьшается с повышением температуры экстракции. При непрерывной экстракции в небольшом смесителе—отстойнике с расходом растворов 0,5—1 л/ч было достигнуто извлечение более 98 %. Экстракцию проводили на четырех стадиях, за ними следовали три стадии водной промывки. В случае экстракции [c.111]

Поскольку х(у = а (неравновесный коэффициент разделения), а xfy а (равновесный 1соэффициент разделения), уравнение (23.23) может быть записано в форме, связывающей эти два коэффициента [c.301]

К величинам, характеризующим равновесное распределение ионов между раствором и ионитом, относятся также коэффициенты распределения, разделения и сорбируемость (Г). [c.37]

По взаимной растворимости компонентов смеси жидкостей разделяют на три группы с взаимно нерастворимыми, полностью растворимыми и частично растворимыми компонентами. По фазовому составу — на системы пар — жидкость, газ — жидкость, жидкость — жидкость. Характеристикой равновесного состояния в системах пар — жидкость является коэффициент относительной летучести а = p lpi для бинарных (двухкомпонентных) и СС]2 = pxipii 13 Рх Ръ 14 =р р ,. .. aj,- = p pi, для многокомпонентных смесей. P, Pi, Ръ РА > Pi — давление насыщения компонентов при заданной температуре. Если а — величина постоянная, система является идеальной, при а переменном — неидеапьной. При а = 1 — азеотропной (точка а на рис. 4.52), содержание компонентов в паровой и жидкой фазах которой одинаковы, вследствие чего разделение такой смеси на компоненты невозможно. [c.236]

В отличие от полностью обратимого процесса разделения, протекающего при соответствии температуры процесса переменной равновесной концентрации опресняемого раствора, одноступенчатый технический процесс разделения протекает при постоянной температуре и оавновесной концентрации сбрасываемого рассола. Минимальная работа такого одноступенчатого процесса подсчитывается по уравнению (9-3), при этом активности воды в начальном состоянии соответствует активность воды и в выходящем рассоле. При температуре 298 К и коэффициенте извлечения 50%, например, минимальная работа одноступенчатого процесса разделения 3,5%-ного раствора КаС1 составляет 5,51 МДж на 1 м пресной воды. [c.238]

Для поиска частного решения задачи (5.2)-(5.7) использовался обычный метод разделения переменных. Расчеты проведены с помощью средств компьютерного пакета символьных вычислений МагНетапса. Достоверность решения проверялась его непосредственной подстановкой в уравнения (5.2), (5.3) и граничные условия (5.4)-(5.7). Найденное частное решение представляет собой набор довольно длинных и громоздких выражений для Ф2,1(<2 и 2- Величины Ф2 и ]/2 не несут информации об эволюции формы свободной поверхности во времени и формулы для них здесь не приводятся. Выражение для 2 имеет вид 2 = а [С1СО520 - 2 т0]ехр2Г с коэффициентами и 2. не зависящими от координат и времени, выражения для которых через 5, к, р, V не приводятся в виду громоздкости. Суммируя (4.1) с выражением для 2. можно построить частное решение задачи об определении профиля волны, распространяющейся по поверхности вязкой бесконечно глубокой жидкости, верное с точностью до величин второго порядка малости по отклонению формы поверхности от плоской равновесной [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...