區域提純

固溶體合金在不平衡結晶時所形成的晶內偏析,是屬於一個晶粒範圍內的枝幹與枝間的微觀偏析。 除此之外,固溶體合金在不平衡結晶時還往往造成巨觀偏析和區域偏析,即大範圍內化學成分不均勻的現象。 區域偏析雖然對於合金的性能有很大的影響,但是依據這一原理,可以提純金屬。

區域偏析
固溶體合金在不平衡結晶時所形成的晶內偏析,是屬於一個晶粒範圍內的枝幹與枝間的微觀偏析。除此之外,固溶體合金在不平衡結晶時還往往造成宏觀偏析和區域偏析,即大範圍內化學成分不均勻的現象。
區域提純
區域偏析雖然對於合金的性能有很大的影響,但是依據這一原理,可以提純金屬。
構想:如果將雜質富集的末端去掉,然後再熔化,再凝固金屬純度就會得到不斷的提高,但是這種提純的方式頗為繁瑣複雜;
20世紀50年代初期,人們利用這個原理創造出區域熔煉技術獲得了較好的提純效果。將金屬棒從一端向另一端順序的進行局部熔化,凝固的過程也隨之進行。由於固溶體是有選擇的結晶,先結晶的晶體將溶質(雜質)排入熔化部分的液體中。如此當熔化區域走過一遍以後,圓棒的雜質就會富集與另一端,重複幾次即可達到目的,這種方法就是區域提純;從提純的效果來看,熔化區域越短則提純的效果越好;這是由於熔區較長時會將已經推遲到另一端的溶質重新熔化跑到低的一端。通常熔區長度不大於試樣長度的1/10;
另外提純效果還與Ko【Ko=Cα/CL(Cα:固相平衡濃度;CL:液相平衡濃度)】的大小及攪拌的激烈程度有關。Ko越小測提純效果越好,攪拌越激烈,液體成份越均勻,結晶出的固相成分越低,提純效果越好。因此最好採用的是感應加熱加之電磁攪拌;使液相內的溶質濃度易於均勻,這樣加熱區域的進給速度也可能大些。反覆幾次就可以使金屬棒材的純度大大提高。例如,對於Ko=0.1的情況下,只需進行5此區域熔純,就可以使金屬棒前半部分雜質含量降低至原來的1/1000.因此,區域提純廣泛套用於半導體材料,金屬,金屬化合物,及有機物等;

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