Пречистване на вещества в зони, топящи се - Наръчник на химика 21
Химия и химическа технология
Зоновото топене се използва за получаване на германий с висока чистота. Този общ метод за дълбоко пречистване на веществата е разработен (1952, Pfann, Германия) във връзка с необходимостта от получаване на високо чист германий за полупроводникови технологии., [c.379]
Дълбокото пречистване на веществото изисква подобряване на познатите методи за разделяне на смеси, както и разработването на нови методи. Така например, именно за дълбоко пречистване, първо на метали, а след това и на други вещества през 50-те години е разработен методът на зонова рекристализация (зоно топене), който все още се използва широко в лабораториите и в индустрията. Съвсем наскоро беше предложен метод на термична дестилация, който дава възможност за ефективно пречистване на течности от примеси под формата на суспендирани частици, съдържащи се в тях. В режима е разработен метод за коригиране [c.9]
Използвайки методи на кристализация, не е възможно да се осигури добро пречистване на ниско топимите вещества, тъй като те не са освободени от примеси на компоненти с висока температура на кристализация [5]. Малки количества продукти с висока чистота се получават чрез метода на зонно топене, който успешно се използва за пречистване на антрацен, фенантрен, нафтален и редица други полициклични ароматни въглеводороди [6]. [c.297]
Зоновото топене е ефективен метод за пречистване на вещества [110, 111]. Разтопената зона, образувана при нагряване на твърдото вещество, се движи между двете твърди фази. Може да се използва и зонен метод на замразяване, при който разтопеният продукт се втвърдява много бавно. Устройството е снабдено с няколко отопляеми пръстена, между които има охладителни устройства. Въртенето на тръбата с пречистеното вещество позволява смесване на течната фаза, особено на границата между течната и твърдата фаза, което подобрява преноса на топлина и увеличава скоростта на преминаване на зоната. [c.68]
Кристализацията на веществата по време на тяхното пречистване се извършва или от разтвор, или от стопилка. Първият метод се използва широко като един от началните етапи на пречистване на соли и основи и е относително неефективен. Вторият тип включва насочена и противотокова кристализация, топене в зоната и изтегляне на стопилката. Всички те се основават на постепенната кристализация на веществото, което трябва да се пречисти чрез преместване на нагревателните елементи по неговия обем. В този случай примесите, за които коефициентът на разпределение е по-малък от единица, ще обогатят течната част на слитъка, а примесите, за които тя е по-голяма от единица, ще се концентрират в кристалната си част. Многократното повторение на процесите на топене и кристализация (от 10 до няколкостотин) води до натрупване на примеси в главата и крайните части на слитъка, съставляващи около 30% от обема му. [c.348]
Когато се обсъжда възможността за получаване на абсолютно чисти вещества, трябва да се вземе предвид следното. Когато дадено вещество се пречиства, например чрез зонно топене, обикновено се постига само определено ограничаваща степен на чистота. Техническите и времеви разходи се увеличават, както при всички други методи, с нарастването на изискванията за степента на чистота и за получаване на абсолютно чисти вещества трябва да бъдат безкрайно големи. Освен това материалът на съдовете, в които се получават и съхраняват чисти вещества, винаги е неизбежно източник на тяхното замърсяване. Получаване и [c.413]
Зоновото топене се използва за пречистване не само на метали, но и на други вещества. [c.336]
Пречистването на материали по метода на зонно топене, разработен през 1952 г. специално за производството на високочист германий, се основава на способността на примесите да понижават точката на топене на веществото. Следователно, ако зоната на силно нагряване (зона на топене) се движи по пробата на материала, тогава на мястото, което напуска тази зона, основното (излишното) вещество, което има по-висока точка на топене в сравнение със сместа, първо се втвърдява. Примесите остават в разтопената част на пробата и с движението на зоната с високо нагряване се натрупват в нея и в края на пробата, до която идва зоната на топене, концентрацията на примесите става максимална. След това този край се отрязва. С останалата проба материал тази операция се повтаря няколко пъти. [c.282]
Зоновото топене се използва не само за пречистване на вещества, но и за отглеждане на монокристали, за създаване на 1ik x p -/2 кръстовища в полупроводник. Може да се използва за получаване на материали с равномерно разпределение на примесите. " [c.91]
Кристализацията от стопилките се извършва с цел тяхното втвърдяване (за получаване на твърди продукти) или за разделяне на бинарни или многокомпонентни системи на фракции (обогатяване или пречистване на вещества). Фракционната кристализация се използва особено широко в металургията, при производството на определени органични вещества, за да се получат високо чисти вещества. За това се използват различни методи, например като фракционно или зонно топене, противотокова кристализация. При мащабни процеси на неорганична технология основно се извършва втвърдяване на стопилките. Този процес е обсъден по-долу. [c.258]
За разделяне и пречистване на кристални вещества се използва методът на зонно топене, който позволява, при прилагане на неорганични вещества, да се получат например полупроводникови материали, чиято чистота е посочена с много деветки, например 99,999% . Този метод е подходящ и за органични вещества. [c.355]
Силиций и германий се получават чрез редукция на оксиди с въглерод, за да се получат в особено чисто състояние, след редукция веществото се превръща в тетрахлориди и отново се редуцира (с водород). След това те се легират в блокове и се подлагат на пречистване по метода на зонно топене. Металният слитък се загрява в единия край, така че в него да се образува зона от разтопен метал. Когато зоната се премести към другия край на слитъка, примесът, разтваряйки се в разтопения метал по-добре, отколкото в твърдото вещество, се отстранява и по този начин металът се пречиства. [c.456]
Зоновото топене е един от най-модерните методи за пречистване на веществата. Също така се основава на различната разтворимост на примесите в твърдата и течната фази. Диаграмата на устройството е показана на фиг. 81. [c.261]
Съществуват многобройни методи за пречистване на вещества: филтрация, дестилация, фракционна дестилация, сублимация или сублимация, прекристализация, топене в зоната, метод на транспортни реакции и др. [c.42]
Зоновото топене се използва широко за дълбоко почистване на метали. Методът се основава на факта, че разтворимостта на много вещества (примеси) в течен метал е по-добра, отколкото в твърда. Зоновата схема на топене е показана на фиг. 10.3. Метална проба се поставя в специално проектирана пещ, в която само малка площ (зона) от метала се нагрява до топене. Когато тази пещ се премести по пробата, нейната разтопена зона също се движи и частта от метала, която вече не е загрята, започва да кристализира. По време на кристализацията примесите преминават в съседната разтопена зона. В резултат на това, докато разтопената зона се движи по металната проба, примесите също се движат през пробата и се натрупват в нейния край. Този край се изрязва и се приема добре [c.194]
Този метод на пречистване се основава на разликата в разтворимостта на примесите в твърдото вещество и в стопилката. Проба от твърдо вещество (например пръчка, изработена от метал, която трябва да се почисти) бавно се премества през тясна зона на нагряване, докато атомът постепенно топи отделни участъци от пробата, които в момента са в зоната на нагряване. Примесите, съдържащи се в пробата, се натрупват в течната фаза, движат се заедно с нея по пробата и в края на топенето са в края на пробата. Като правило зоновото топене се повтаря многократно. Често пробата се движи през няколко отопляеми зони, което позволява няколко пъти да съкрати времето за почистване. [c.15]
Ако кристално вещество се нагрява чрез бавно движение на зоната на стопилката, тогава примесите ще се концентрират в тази зона и ще се движат с нея. Когато този процес се повтаря няколко пъти, всички примеси ще се преместят в единия край и в по-голямата си част ще се получи чисто вещество. Това е метод за почистване на твърди вещества, което е мод Вижте страниците, където терминът Зонално топене на пречистване на вещества: [c.234] [c.13] [c.378] [c.281] [c.344] [c.416] [c.138] [c.628] [c.93] [c.195] Фотолуминесценция на разтвори (1972) - [c.275]