Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.2: Сублімація

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    37163

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Метод сублімації для створення синтетичних матеріалів - це метод, коли тверде тіло нагрівається при відповідних температурах і тиску, як правило, в близькому вакуумі, так що воно переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний стан, пропускаючи рідкий стан. Газ потім конденсується як тверде тіло, знову пропускаючи рідкий стан. Відомий цим матеріалом є CO 2 (сухий лід); при кімнатній температурі і нормальному атмосферному тиску ця тверда брила льоду відразу ж піднесена в газ.
    Синтетичний муассаніт є основним синтетичним дорогоцінним каменем, виробленим цим процесом.

    Для цього існує кілька різних установок, більшість з них використовують насіннєву пластину та джерело порошку. Інший спосіб - використання газів і насіннєвої пластини.

    порошковий метод

    Sublimation1.png

    Малюнок\(\PageIndex{1}\)

    Нижче наведено короткий опис методу сублімації, що використовується для створення синтетичного муассаніту (карбіду кремнію), для детального пояснення ми посилаємося на опис патенту.

    Зверху знаходиться поперечний переріз циліндричного графітового тигля, який утримується всередині більшої, вакуумированной, печі.

    Порошок карбіду кремнію (1) транспортується гвинтом (3), який працює як гвинт Архімеда, безпосередньо під пористою графітовою пластиною (5). Цей гвинт обертається стрижнем (2).
    Коли порошок досягає стадії трохи нижче пористої пластини, він нагрівається при температурі близько 2,300° C і порошок переходить в газоподібний стан (4). Ця температура є температурою сублімації.

    Поверхня кристала насіння (8), або зростаючого кристала (7), зберігається при температурі трохи нижче температури сублімації (2,200° C), а газ карбіду кремнію конденсується на поверхні кристала насіння або зростаючого кристала.

    Отвір (6) в кільцевому графітовому тиглі містить оптичний пірометр, який контролює температуру поверхні насіння або зростаючого кристала. Насіннєвий кристал (8) утримується кріпленням (9), яке в деяких установках можна опускати/підняти/обертати залежно від того, що вказує пірометр.

    Карбід кремнію - хороший напівпровідник з великою пропускною здатністю (+3 еВ), і можна очікувати, що отримані кристали будуть безбарвними. Однак легуючі речовини n-типу (азот) в печі створюють колірні центри. Це вирішується додаванням до джерела порошку рівної кількості домішки п-типу (алюмінію), фактично скасовуючи один одного колірні центри.

    Гази метод

    У цій адаптації порошок замінюється двома газами, силаном (SiH 4) і етиленом (С 2 Н 4). Коли ці два гази об'єднуються разом при температурі близько 2400° C, вони реагують і утворюють газ карбіду кремнію. Потім цей газ буде конденсуватися так само, як джерело порошку.