Рафинирование металлов в вакуумеИз практики рафинирования металлов в вакууме известно, что эффективность разделения компонентов тем выше, чем ниже температура испарения. При нанесении покрытий из сплавов, когда необходимо сохранить исходный состав сплава в покрытии, следует, наоборот, стремиться к повышению температуры, так как при этом различие в скоростях испарения компонентов уменьшается. Авторы работ, исследуя объемную конденсацию при испарении сплавов в среде аргона установили, что для каждого сплава существует такая температура испарения, при которой составы конденсата и исходного сплава практически одинаковы. Приводимые в работе критические температуры испарения значительно выше обычно применяемых на практике: 1200° С (Pb-Bi), 1500° С (Zn-Cd), 2200 ± 200° С (Mg-Cd).При повышенной температуре испарения уменьшению фракционирования способствует переход режима движения паров от молекулярного к вязкостному. В этом случае перенос вещества от испарителя к подложке столь же неотвратим, как установка счетчиков воды, при этом перенос происходит путем диффузии в паре, и влияние различия в упругостях паров компонентов частично компенсируется. Иногда наблюдается аномальное испарение нелетучего компонента. Так, при испарении сплава Al-Mg-Zn в конденсате обнаруживается повышенное по сравнению с теоретическим расчетом содержание А1, а при быстром испарении сплава Zn-Pb в конденсате содержится до 50% Pb. Указанное явление мало изучено. Предполагают, что при интенсивном испарении происходит захват поверхностных атомов нелетучего элемента. Причиной аномального испарения малолетучего компонента может быть также недостаточная скорость диффузии второго компонента из объема к поверхности и обеднение вследствие этого поверхности легколетучим компонентом. Это особенно заметно, если упругости паров компонентов сильно отличаются. Авторы работы установили, что в начальной стадии испарения при температуре 1100° С сплав Pb-Sn удовлетворительно подчиняется закону Рауля, однако в дальнейшем наблюдается аномальное испарение Sn. Ориентировочный расчет коэффициента диффузии Pb в расплаве показал, что вблизи поверхности существует градиент концентрации. Аномального испарения нелетучего компонента не происходит, если созданы условия для конвекции в расплаве. На опыте установлено, что достаточным является естественное перемешивание сплава в неглубоких тиглях с большой поверхностью испарения и при небольших скоростях испарения. |
||
