Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 | Следующая страница реферата

Рассмотрев выше изложенные методы можно добавить , что не все соединения типа AIIBVI можно получить одним и тем же методом. Вот к примеру синтез и выращивание монокристаллов из расплавов практически осуществимы только для соединений CdTe и HgTe. Для всех других соединении высокие давления диссоциации расплавов и высокие температуры плавления не позволяют использовать этот метод в контролируемых условиях, так как процессы кристаллизации должны вестись в запаянных контейнерах, способных выдерживать высокую температуру и высокие давления. В настоящее время известно только кварцевое стекло, которое начинает размягчаться уже при
1200° С.

Возможности выращивания кристаллов из растворов-расплавов также ограничены для большинства систем, потому что растворимость наиболее летучего компонента в расплаве второго

компонента при температурах, приемлемых для проведения процесса, слишком малы. Из сравнения диаграмм состояния следует, что метод выращивания кристаллов из растворов-расплавов

может быть применен только для CdTe, ZnTe и ZnSe (темпера

тура процесса =^ 1100° С).

При проведении процессов синтеза соединении A"BV1 путем сплавления компонентов следует учитывать очень большие значения их теплоты образования. При быстром нагреве смеси расплавленных компонентов выделяется столь большое количество тепла, что происходит резкое повышение температуры еще не полностью прореагировавшего расплава, которое вызывает резкое повышение давления паров свободных компонентов и может привести к разрыву ампулы Поэтому процессы синтеза сплавлением надо вести' при очень медленном повышении температуры.

Стандартные энтальпии и энтропии образования соединении A"BV1 из твердых элементов (при 298° К) даны в табл. 1.11.

Для синтеза сульфидов может быть использована химическая технология их осаждения из водных растворов, которая была разработана для получения порошков люминофоров.

Таблица 1.11
|Соечинение |дя°, |bS ка |
| |к кал/ wo|^(град.мо|
| |1ъ |гь) |
|ZnS |48,5 |~13 |
| |' | |
|ZnSe |39,0 |20,0 |
|ZnTe |2'i,0 |22,0 |
|CdS |38,0 |-17 |
|CdSe |32,5 |23 |
|CdTe |24 |23 |

Наиболее рациональным методом синтеза соединении AITBVI является, по- видимому, метод синтеза из паров компонентов, так как процесс может проводиться при низких температурах, при которых состав образующихся кристаллов непосредственно задается составом паровой фазы, давление которой равно атмосферному. Чистота материала определяется в этом случае чистотой исходных компонентов. Температуры испарения компонентов при проведении процессов синтеза невелики (300—800° С), а потому пег проблемы изготовления особых контейнеров При синтезе сульфидов и селенидов можно использовать вместо элементарных серы и селена их летучие гидриды IbS и
HgSe, которые при температуре синтеза (900—1100°С) диссоциируют на элементы

Процессы синтеза из паров компонентов проводятся в проточных кварцевых реакторах На рис 1..9 представлена схема реактора, который был использован для синтеза теллуридов кадмия и цинка Исходные компоненты загружаются в кварцевые лодочки, которые помещаются в кварцевые трубы Л и
Б, эти трубы приварены к длинной кварцевой трубе большою диаметра На трубы А и Б надеваются печи сопротивления, нагревая которые можно создать над расплавом компонентов требуемый поток их паров В качестве газа носителя используется чистый водород (очищенный диффузией через палладии). Для обеспечения хорошего смешения паров ввод в реакционною камеру выполнен в виде сопла. Реакционная камера нагревается на 2/з своей длины печью сопротивления до температуры, не превышающей ту, при которой давление паров над соединением становится равным давлению паров компонентов, вводимых в камеру. Непрореагировавшие пары конденсируются на холодных частях реакционной камеры. Скорость протока водорода обычно невелика (несколько литров в час) и для синтеза 100 г кристаллов процесс длится несколько десятков часов. Соединения получаются в виде небольших кристаллов (0,5—4 мм) и тонкого мелкокристаллического слоя, покрывающего стены реакционной камеры. При синтезе сульфидов в камеру подается газ
H2S. Синтезированные таким образом кристаллы, как правило, подвергаются перекристаллизации методом возгонки в установках (рис. 6.35). При проведении процессов возгонки следует учитывать, что парциальные давления паров компонентов взаимосвязаны и введение в ампулу избытка чистого компонента (например, чтобы создать отклонение от стехиометрии) резко снижает скорость возгонки.

Если поместить кристаллическое соединение, разлагающееся при повышении температуры на газообразные компоненты, в предварительно откаченную герметичную ампулу, то при однородном нагреве ампулы и при любой температуре в ней установятся определенные парциальные давления паров компонентов.

Общим свойством соединений АПВ^1 является то, что они диссоциируют при высоких температурах по реакции

AB(TB) = A(r) + V2B2(r). (10.10)

Присутствие в паровой фазе молекул АВ хотя полностью и не исключается, но для большинства соединений их концентрация мала, и можно принять, что диссоциация является полной. Парциальные давления паров компонентов взаимосвязаны величиной константы равновесия реакции:

KР=PАPв1/2. 10.11

Значение константы равновесия может быть определено из известных соотношений:

дGо=-RT ln Kр = дH'0-TдS0,

где дG°, дH'0 и дS0 — соответственно свободная энергия, энтальпия и энтропия образования соединения.

Общее давление над твердым соединением равно сумме парциальных давлений

P = PA + PB (10.12)

Поскольку согласно уравнению (10.11) их произведение должно быть постоянным, при каждой данной температуре общее давление может иметь некоторое минимальное Рmin . При этом минимальном давлении обеспечивается условие

дР/дРA = дР/дРB2 = 0; 10.13

PA = 2PB = 21/3 Kp1/3. 10.14

При этих, значениях парциальных давлений общее давление будет иметь минимальное значение:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: решебник 10 11, тезис, строительные рефераты.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 | Следующая страница реферата

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки