Способ определения коэффициента распределения нелетучей примеси л1ежду жидкой и твердой фазами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 29737 Союз Советских Социалистических Республикидетельствависи мое вт. 1 ПК В 01 т 17/О Н.19 Заявле1257237/22 явкиинениев ри Комитет по аелам изобретений и открыт при Совете Министре СССРриоритет бликовано 06.1,1971, БюллетеньДК 669,054-172(088.8) я описания 11,111.197 Дата опубликов Авторыизобрете В. С. Хейфец, В. А. Ермолаев и В, А. Селиванов аявите СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАСПРЕДЕЛЕН НЕЛЕТУЧЕЙ ПРИМЕСИ МЕЖДУ ЖИДКОЙ И ТВЕРДОЙ ФАЗА быть преимущественн таллургии пол п ово,ие можобласт Изобретен ет о применено в и ме р ников.По известному способу определения коэффициента распределения нелетучей примеси между жидкой и твердой фазами, включающему направленную коисталлизацию легированного примесью расплава, необходимо измерять концентрацию примеси в твердой фазе путем спектрохимического или другого анализа. Величи ну коэффициента распределения находят в зависимости от начальной концентрации примеси в расплаве и измеренных параметров.По предлагаемому способу в процессе направленной кристаллизации производят оста новку перемещающегося вдоль расплава температурного профиля на время, необходимое для устранения кочцентрационной неоднородности примеси в жидкой фазе у фронта кристаллизации, а величину коэффициента распре деления находят в зависимости от отношения начальной концентрации примеси в жидкой фазе к максимальной концентрации примеси у фронта кристаллизации, причем максимальное значение концентрации примеси в жидкой 2 фазе определяют по длине участка твердой фазы, закристаллизовавшейся за время ост"- новки. Определение по этому способу позволяет не производить измерения концентрации примеси в твердой фазе. 3 На фпг. 1 приведена кривая концентрационной зависимости примеси вдоль выращенного кристалла; на фиг. 2 - концентрационная зависимость вдоль частично закристаллизовавшейся системы и температурный профиль, перемещающийся в процессе направленной кристаллизации.Исследуемое вещество с введенной в него примесью, коэффициент распределения которой определяется, подвергают перекристаллпзации с направленным движением фронта кристаллизации, создаваемым перемещением температурного профиля относительно перекристаллизуемого вещества, Перемещение профиля осуществляют в условиях, при которых перемешивание расплава происходит за счет диффузии. В процессе перекристаллизации производят остановку температурного профиля, При перемещении профиля у фронта кристаллизации в жидкой фазе возникает концентрационная неоднородность примеси, величина которого зависит от величины коэффициента распределения, Для примесей с коэффициентом распределения, меньшим единицы, максимальная концентрация примеси у фронта кристаллизации определяет более низкую величину равновесной температуры плавления.При остановке температурного профиля постепенно пончжается концентрация примеси у фронта кристаллизации из-за диффузии. В реЗаказ 430/2 Издат. М 211 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Типография, пр. Сапунова,зультате величина равновесной температуры плавления повысится до значения, соответствующего концентрации примеси в жидкой фазе, и происходит медленный самопроизвольный рост кристалла в течение времени, необходимого для устранения концентрационной неоднородности у фронта кристаллизации в жидкой фазе, Длину участка кристалла, выросшего за время остановки, возможно замерить по окончании процесса кристаллизации по ограничивающим его полосам,Максимальное значение концентрации примеси в жидкой фазе С 1.т определяют из зави- симосги где Л 1, - длина участка твердой фазы, закристаллизовавшейся за время остановки;ХТ, - изменение температуры плавления на долю примеси, например на атомный процент, взятое из таблиц термодинампческих кон. стант;0(Х) - градиент температуры на участке кристаллизации;Со - начальная концентрация примеси в жидкой фазе. Величина коэффициента распределения примеси К определяется для стационарного участка П (см, фиг, 1) кристаллизации из зависи- мости соКДля нестационарного участка 1 зависимость имеет вид- х с(Й Сс - " 1+ег 1 + гК 1г +(2 К - 1)е " ег 1 С - Л где 0 - коэффициент диффузии примеси вжидкой фазе;10 Р - скорость перемещения температурного профиля до остановки;Х - положение границы раздела при остановке;его - обозначение интеграла ошибок. Предмет изобретенияСпособ определения коэффициента распределения нелетучей примеси между жидкой и твердой фазами из аналитической связи начальной концентрации примеси в жидкой фазе и параметров, измеренных при направленной кристаллизации легированного примесью расплава, отличающийся тем, что, с целью исключения измерения концентрации примеси в твер дой фазе, в процессе направленной кристаллизации производят остановку перемещающегося вдоль расплава температурного профиля на время, необходимое для устранения концентрационной неоднородности примеси в жидкой 30 фазе у фронта кристаллизации, а величину коэффициента распределения находят в зависимости от отношения начальной концентрации примеси у фронта кристаллизации, причем максимальное значение концентрации примеси в 35 жидкой фазе определяют по длине участкатвердой фазы, закристаллизовавшейся за время остановки.