Iii қисм. Моддаларни асосий тозалаш усуллари

-расм. Зонали тозалаш схемаси

Download 212,25 Kb. bet 5/14 Sana 24.10.2022 Hajmi 212,25 Kb. #855826

Bog'liq
1111Noorganik sintez

Bu sahifa navigatsiya:

• 30-расм. Битта суюқлантирилган зонанинг намуна бўйлаб ўтишида қўшимчаларнинг тақсимланиши

29-расм. Зонали тозалаш схемаси 1 – қайта кристаллашга учраган қаттиқ фаза; 2 – суюқлантирилган зона; 3 – суюқланишга учра-маган қаттиқ фаза. Стрелка билан қиздиргичнинг йўналиши кўрсатилган.

30-расм. Битта суюқлантирилган зонанинг намуна бўйлаб ўтишида қўшимчаларнинг тақсимланиши

Намуна бўйлаб зонанинг ўтиши 30-расмда кўрсатилган тақсимланишга олиб келади. Расмдан кўринадики, эгри чизиқ учта қисмга эга: бошланғич, ўрта (горизонтал) ва охирги. Бу қисмлар қуйидагича вужудга келади: суюқлантирилган зонанинг ўнг томони намунанинг бошланғич учи (0 нуқта) билан бирлашганда, зонадаги қўшимчаларнинг концентрацияси x₀ га тенг бўлади. Зона маълум масофага кўчганда у d = 0 нуқтада концентрацияли қаттиқ фаза қавати кўринишида қотади. d = l нуқтада зона қўшимчалар концентрасияси x₀ бўлган қаватини яна қамраб олади. Натижада зонада қўшимчаларнинг миқдори ортиб, унинг концентрацияси юқори бўлган қатламларнинг қотишига олиб келади. Зонанинг ҳаракатланиши сари қўшимчаларнинг миқдори x₀/K га этгунча камайиб боради. Шу вақтга келиб, зонадаги ва намунадаги концентрациялар тенглашиб, намунанинг охирига этгунга қадар қотган фазадаги қўшимчаларнинг концентрацияси x₀ га тенг бўлиб колаверади. Қиздиргичнинг кейинги ҳаракатланиши суюқлантирилган зона узунлигининг камайишига ва ундаги қўшимчалар концентрациясининг ортишига олиб келади. Эгри чизиқнинг бошланғич қисми тозаланган соҳага мос келади, чунки ундаги қўшимчанинг концентрацияси ўртача қийматдан кичик бўлади. Эгри чизиқнинг горизонтал қисми бир жинсли таркиблар соҳасига мос келади. Математик жиҳатдан бу иккита қисм ягона соҳа ҳисобланади, чунки битта тенглама билан характерланади. Учинчи қисм нормал кристалланиш тенгламаси билан ифодаланади. Модомики, намунадаги қўшимчанинг умумий миқдори ўзгармай қолар экан, х0 горизонтал чизиқ осидаги бошланғич қисмнинг майдони горизонтал чизиқ усидаги охирги қисмнинг майдонига тенг бўлиши керак. Бундай жараён бир жинсли намунанинг зонали суюқланиши деб айтилади. У қуйидаги тенглама билан тавсифланади:
x/x₀ = 1 – (1 – K) exp (– Kd/e),
бунда x – қаттиқ фазадаги қўшимчанинг концентрацияси; d – қотиш нуқтасидан бошланадиган масофа. Тенгламани намунанинг бутун узунлиги учун қўллаб бўлади, бундан фақат зона узунлигига тенг бўлган охирги қисм мустасно.
Кўп каррали қайта тозалашнинг ўтказилиши талаб этиладиган вақтларда зонали тозалашнинг устунлиги намоён бўлади. Кетма-кет ҳаракатланадиган қатор қиздиргичларни олиб, бир мартага бир нечта суюқлантирилган зоналарни кўчириш мумкин, шунингдек бўлиб-бўлиб кристаллашдаги каби ифлосланган фракцияларни тозаланган фракциялардан ажратиш талаб этилмайди. Ҳар бир зона ўтгандан кейин тақсимланиш эгри чизиқдаги бошланғич қисм янада чукуррок тушади, охирги қисм эса кўтарилади ва эгри чизиқдаги горизонтал қисмнинг узунлиги қисқаради.
Ҳозирги вақтда металларнинг энг тоза намуналари айнан зонали кристаллаш билан олинади. Масалан, зонали суюқлантириш билан олинган Ge намуналарида қўшимчаларнинг миқдори 10^–8% дан ошмайди. Бошқа кўпгина металлар ҳам мана шундай тоза ҳолатда олиниши мумкин.
Тозалашнинг самарадорлигига зоналарнинг ҳаракат тезлиги сезиларли таъсир кўрсатади. Юқори тезликда қўшимчалар бевосита кристалланиш соҳасининг яқинида тўпланади, диффузияланишга улгурмайди ва суюқланган зона бўйлаб бир текис тақсимланиб, жараённинг самарадорлигини камайтиради. Шунинг учун зоналар ҳаракатининг тезлиги 0,1-2,0 мм/мин оралиғида сақланса, мақсадга мувофиқ бўлади.

Download 212,25 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: