Процес отримання сурми

1. Процес отримання сурми гексагональної або ромбоедричної модифікацій, що складається з етапів загрузки наважки та подальшої перекристалізації при заданій температурі розплаву Тр, який 3 67457 1 1 Тp = Т гекс задається в інтервалі 903  Т гекс  920 К, а у випадку сурми ромбоедричної модифі1 кації температура Тp = Т ромб - в інтервалі 929  1 Т ромб  950 К. Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технологій і матеріалів, її реалізація можлива на існуючих підприємствах електронного і приладобудівного напрямків. Великий об'єм досліджень особливостей хімічного зв'язку твердих тіл, який був проведений нами із застосуванням теорій пружності та кристалічної ґратки, привів до висновку, що як прості так і складні хімічні елементи характеризуються наявністю тонкої структури хімічного зв'язку. Це означає, якщо при розгляді динаміки утворення чи руйнування елементарної комірки сурми гексагонального чи ромбоедричного типу при охолодженні або нагріві відповідно виявилось, що кожна складова тонкої структури хімічного зв'язку цих модифікацій має свою певну температуру утворення чи руйнування. Що стосується конкретно сурми, то її гексагональна модифікація має дев'ять нееквівалентних складових  1    9 , а елементарна комірка сурми ромбоедричної модифікації характеризується складною структурою хімічного зв'язку з одина 4 дцятьма складовими  1    11 . Причому, температури утворення як перших так і інших складових мають різні значення. У випадку сурми гексагональної модифікації температура утворення першої складової співпадає з загальновідомою 1 температурою плавлення (Тпл = Тp= Т гекс= 903 К) сурми. У випадку сурми ромбоедричної модифікації температура структуризації першої складової 1 = відповідає значенню Тпл = Тр= Т ромб 929 К, що перевищує температуру плавлення сурми, а це означає, що утворення цієї складової відбувається в рідкому стані. Ця технологічна особливість веде до того, якщо значення температури розплаву при перекристалізації сурми знаходиться нижче 929 К, то при охолодженні вона кристалізується у гексагональній модифікації. Якщо температура розплаву в процесі перекристалізації сурми буде перегріта вище температури утворення першої складової ромбоедричної модифікації, то при охолодженні сурма кристалізується у ромбоедричній модифікації. Конкретні чисельні значення характеристичних температур відповідних складових гексагональної та ромбоедричної сингоній сурми наведені в табл. 1,2. Таблиця 1 ℓ Параметри ℓ(Rℓ,Å) Tℓ, К 1 2 3 5 6 7 8 9 3(R3= =3,8) 684 1(R1= 2(R2= =2,8779) =3,38924) 903 767 4 4(R4= =3,92935) 660 5(R5= =4,307) 603 6(R6= =5,18) 501 7(R7= =5,48) 474 8(R8= =6,26) 416 9(R9= =6,68) 389 Таблиця 2 ℓ Параметри ℓ(Rℓ,Å) Tℓ, К 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1(R1= 2(R2= 3(R3= 4(R4= 5(R5= 6(R6= 7(R7= 8(R8= 9(R9= 10(R10= 11(R11= =2,8775) =3,3892) =4,5064) =4,6958) =5,637) =6,4433) =7,9213) =8,662) =9,1884) =9,7034) =12,81) 929 790 597 576 475 416 337 309 292 276 210 Таким чином, наведені технологічні особливості тонкої структури хімічного зв'язку сурми визначають відповідну технологію її отримання. У зв'язку з цим, послідовність виконання запропонованого технологічного процесу отримання об'ємних кристалів сурми відповідної модифікації наступна. Вихідний матеріал у вигляді полікристалічного злитку сурми (наприклад марки Sb-000), що розташовано у контейнері з спектральночистого графіту МПГ-4, розміщується у ростовій установці (направленої кристалізації або зонної плавки) та далі, при відповідних температурах, проводять процес кристалізації. Якщо необхідна сурма гексагональної модифікації, то температура розплаву в процесі кристалізації задається в інтервалі 903-920 К. Для сурми ромбоедричної модифікації, температура розплаву задається в інтервалі 929-950 К. Отримані таким чином злитки -4 -5 сурми з чистотою 10 -10 ат. % застосовуються далі для виготовлення конкретних матеріалів на 2 5 3 5 5 5 5 5 основі з'єднань А В , А В , А В та А В . Запропонований технологічний процес отримання сурми значно розширює як технологічні можливості матеріалів її основі при різкому зниженні відсотку браку, що утворює потенційну базу нових ефектів, яка розширює межі їх практичного застосування при значному підвищенні їх кількісних і якісних характеристик. Джерела інформації: 1. Дриц Н.Е. Свойства элементов. - М.: Металлургия, 1985. - 672 с. 2. Немодрук А.А. Аналитическая химия сурьмы. - М.: Наука, 1987. - 222 с. 3. Ащеулов А.А. Фізико-хімічні основи технології оптичних, анізотропних термоелектричних і оптико термоелектричних матеріалів із антимоніду кадмію. Автореф. дис. д.т.н., Чернівці, 1994. - 47 с. 5 67457 6 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601