Спосіб вибору оптимального складу матеріалу

Спосіб вибору оптимального складу матеріалу, полягаючий в його легуванні домішками, відрізняється тим, що процес легування проводять шляхом центрифугування Винахід відноситься до галузі технології конденсованих матеріалів і може використовуватися в пошуку їх оптимального складу при наданні кінцевому продукту належних властивостей і параметрів Відомий спосіб вибору оптимального складу конденсованого матеріалу шляхом одиничного синтезу або варки зі зміною сировинної суміші або лігатури в кожному окремому досліді (див 1 книгу Р К Моэберг Материаловедение - М Высшая школа 1991 - 448 с . 2, книгу Фельц А Аморфные и стеклообразные неорганические твёрдые тела М Мир 1986-556 с ) Недоліком наведенного способу є велика тривалість процесу вибору оптимального складу, великі енергетичні та матеріальні вкладення Найбільш близьким до припускаемого винаходу є спосіб вибору оптимального складу або лігатури за умов зонної перекристалізації зразка (див книгу Н Я Карганіна Технологія напівпровідникових матеріалів -Київ 1961 327 с ), полягаючого у тому, що човник з матеріалом вміщують в кварцеву ампупу, навколо якої розташований рухомий нагрівник, призначений для створення розплавленої зони у зразку В залежності від довжини розплавлено» зони, швидкості й пересування коефіцієнту сегрегації домішок можна створювати рівномірний розподіл лігатури у зразку Недоліком даного способу є необхідність дотримання жорстких умов при створенні певного температурного розподілу та тиску у середині ампули витримці необхідної швидкості пересування розплавленої зони, цим створює умови для рівномірного розподілу лігатури по довжині зразка, що приводить до багаторазового синтезу з метою вибору оптимального складу матеріалу Такий спосіб характеризується великою тривалістю часу та значними енергетичні затрати За основу дійсного винахщу була покладена задача створення способу вибору оптимального складу матеріалу, за рахунок прийому, дозволяючому надавати матеріалу необхідні властивості шляхом технологічного прийому, забезпечуючий єдинократний вибір оптимального складу матеріалу Поставлена ціль спрощення способу досягалась тим, що по відомому способу розчин або роз* плав з необхідними компонентами центрифугували при цьому за рахунок відцентрових сил легуючи домішки розчину чи розплаву розподілялися шарами з плавним перехщом від шару до шару Завдяки цьому методу можно швидко отримати різні матеріапи від упорядкованих - кристалічних до неупорядкованих - аморфних та склоподібних з градієнтним розподілом домішок В порівнянні з прототипом, у якому рівномірний розподіл лігатури, що досягається за рахунок великої КІЛЬКОСТІ технологічних прийомів, зокрема довжини, температури та швидкості пересування розплавленої зони, значення коефіцієнту сегрегацГі домішок, швидкості охолодження зразка, що ускладнює спосіб вибору оптимального складу конденсованого матеріалу, у припускаемому винаході градієнтний розподіл лігатури по довжині зразка досягається за рахунок відцентрованої розгонки лігатури при центрифуїуванні Посюльки кожен компонент лігатури має різну питому густину, тому у розчині або розплаві під дією відцентрованих сил вони розміщуються шарами Розмір кожного шару залежить від часу та швидкості центрифугування, що дозволяє у одному зразку отримати повний набір лігатури з різним складом домішок Способ полягає , слідуючому беруть матеріал з деякою кількістю лігатури, розміщують у ампулі, нагрівають до отримання розплаву Ампулу з отриманим розплавом розміщують у касеті ро 00 о ю со 5Г 35084 тору центрифуги І приводять ff в обертання. Внаслідок чого компоненти лігатури розганяються по довжині ампули з деяким градієнтом концентрації домішок, яка залежить від швидкості і тривалості центрифугування. Після охолодження ампули н виймають э касети І розрізають, а зразок поділяють на частини для подальших досліджень Приклад 1. Фритту ртутно-мідно-барієво-боратного скла у спеціально виготовленій ампулі розогрівають до температури на 100-120Х вище температури плавлення. Після тридцятихвилинного розігріву ампулу розміщують у касеті ротору центрифуги і центрифугу приводять до обертання Відцентрифугування лігатури проходить за 15 хвилин при експериментально визначеній швидкості обертання валу Потім ампулу різко охолоджують І з неї виймають зразок скла з градієнтним розподілом компонентів Зразок розрізають на ряд шарів, які різняться складом, структурою і властивостями і проводять подальші експериментальні дослідження Приклад 2. Вакуумовану кварцеву ампулу з германієм легованним золотом до концентрації носіїв 6,1 10 1 5 см 3 нагрівають до температури 1000" С з подальшим розташуванням у термічно стійкій касеті ротора центрифуги. Після центрифугування ампулу охолоджують, розрізають і отриманий зразок виймають і досліджують за допомогою рентгеновського мікрозондування, яке встановлює розпо діл домішок по довжині зразка від 3.1 1 0 ) ! до 9,2 •10 і Г см 3 . Приклад 3. Беруть гель вихідних компонентів титано-ртутно-барієво-боратного скла, розміщують у скляній ампулі, з подальшим розташуванням її у касеті ротора центрофуги, яку потім приводять до обертання Відцентрований розподіл у системі проходить за 5 хвилин при експериментально визначеній швидкості обертання валу. Після зупинення центрифуги, ампулу з ущільненим гелем виймають Гель вилучають з ампули Для зразка відцентрифугованого гелю характерний градієнтний розподіл компонентів лігатури. Далі зразок розрізають на ряд шарів, які мають різний склад, після чого кожний шар нагрівають до розплаалення, витримують деякий час І різко охолоджують Таким чином, можно вивчити процес склоутворення у системах з різним складом компонентів скла і отримати зразки скла з різними фізико-хімічними властивостями. Техніко-економічна ефективність запропонованого способу полягає у скороченні тривалості процесу отримання градієнтної конденсованої системи, при значно менших економічних витратах у порівнянні з відомими технологічними рішеннями, що визначає його промислове використання. Даний метод використовують для оптимізації складу розплаву або розчину при отриманні конденсованих матеріалів з градієнтним складом. Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна. 88000, м. Ужгород, вул. Гагар і на, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03