зонной бестигельной плавки

плазменная металлургия
Неорганич. полупроводниковых вещ-в и материалов и изделий из них с задан. св-вами.
Возникновение этого направления м. связано с изобретением в конце 1940-х гг. полупроводникового триода (транзистора). В н. в. класс полупроводниковых вещ-в и материалов весьма обширен (см. Полупроводниковые вещества). Для их получения применяются как методы, основ, на кристаллизации расплавов, так и методы кристаллизации из паровой (газ.) фазы. Компактные слитки и изделия можно изготовлять тж. прессованием порошков, экструзией и др. известными в металлургии методами. Полупроводниковые вещ-ва могут иметь монокристаллич., поликристаллич., нанокристаллич. и аморфную структуры.
Задача обеспеч. вые. чистоты конечного продукта от неконтролир. примесей наиб, важна в произ-ве полупроводниковых материалов. При получении (синтезе) полупроводниковых материалов использ. высокочистые исх. химич. элементы или высокочистые химич. соединения. Технологич. операции при необходимости осуществл. в спец. чистых произ-венных помещениях и боксах. Соблюдаются соответст. условия технологич. гигиены. Разработаны и использ. разнообразные методы изготовления высокочистых вещ-в и материалов: ректификац. очистка, дистилляция, возгонка, очистка на ионообменных смолах, очистка методами электрохимии, кристалли-зац. методы очистки и др. Для получения высокочистых химич. элементов или вещ-в широко применяются методы водородного восстановления, термич. разложения предварит, очищ. химич. соединений. Для выращивания монокристаллов из расплавов использ. методы Чохральского, Бриджмена, бестигельной зонной плавки, горизонт, зонной плавки. Для выращивания из паровой фазы — метод сублимации, метод газотранспортных химич. реакций, метод термич. разложения паров химич. соединений и др. Слои и пленки выращ. методами газ., жидкофазной, молекулярно-лучевой эпитаксии и рядом др. способов. Технологич. процессы и оборудование, использ. в произ-ве полупроводниковых материалов, позволяют получать малодислокац., с плотностью дислокаций s 103 см~2, и бездислокац. полупроводниковые материалы с вые. однородностью св-в. Напр., монокристаллы Si выращивают бездислокац., и при диам. 200 мм неоднородность св-в не превышает 2-5 %.
Исходя из уровня требований к кач-ву продукции и тех технологич. приемов и оборудования, с помощью к-рых достигается
необх. кач-во продукции, п. м. можно отнести к прециз. По объему выпускаемой продукции — это малотоннажное произ-во. Напр., выпуск монокристаллов Si в мировом масштабе составлял в 1994 г. ок. 7500 т. На рынок кремний большей частью поступает в виде пластин, произ-во к-рых достигло в 1994 г. около 15 млрд. см², когда произв-во германия составляло ок. 100 т в год, арсенида галлия — десятки т, фосфидов индия и галлия — ед. т.
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

EN

• plasma metallurgy

вольфрам
W
Элемент IV группы Периодич. системы; ат. н. 74, ат. м. 183,85; тугоплавкий тяжелый металл светло-серого цвета. Природный W состоит из смеси пяти стабильных изотопов:"Х 182W, ""W, 184W, I86W. Был открыт и выделен в виде WO₃ в 1781 г. швед, химиком К. Шееле. Металлич. W был получен восстановлением WO₃ углеродом в 1783 г. исп. химиками братьями д'Элуяр. W мало распространен в природе; его содержание в земной коре 1 • КГ4 мас. %. В свободном состоянии не встречается, образует собственные минералы, гл. обр., вольфраматы (соли вольфрамовых кислот с общей формулой лсН₂О • >>WO₃, из кот-рых пром. значение имеют вольфрамит (Fe, Mn)WO₄ (содержащий 74-76 % WO,) и шеелит CaWO₄ (-80 % WO,).
W имеет ОЦК решетку с периодом а = = 0,31647 нм; у = 19,3 г/см*; tm = 3400 + 20 ^оС; tfm = 5900 °С; Х20.с= 130,2 Вт/(м • К), р20.с= = 5,5 • 10"* Ом • см. Для кованого слитка а.= = 1,0-4,3 ГПа; НВ = 3,5-4,0 ГПа; Е= 350+ 380 ГПа для проволоки и 390-410 ГПа для монокристаллич. нити. При комн. темп-ре W малопластичен. В обычных условиях W химически стоек. При 400—500 ^оС компактный металл заметно окисляется на воздухе до WO₃. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с W при высоких темп-pax. С водородом W не реагирует до tm; с азотом выше 1500 °С образует нитрид. При обычных условиях W стоек к кислотам НСl, H₂SO₄, HNO, и HF, а также к царской водке. Валентность W в соединениях от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения высшей валентности. W образует четыре оксида: высший — WO₃ (вольфрамовый ангидрид), низший - WO₂ и два промежуточных - W₁₀O₂, и W₄Olr С хлором W образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные их них: WCl₆ (/1И = 275 ^оС, tfm= 348 °С) и WO₂Cl₂ (С_кип = 266 ^оС, выше 300 ^оС сублимирует) — получаются при действии хлора на WO, в присутствии угля. С серой W образует сульфиды WS₂ и WS,. Карбиды вольфрама WC (tm = 2900 ^оС) и W₂C (tm = 2750 °С) — тв. тугоплавкие соединения; образуются при взаимодействии W с углеродом при 1000-1500 °С.
Сырьем для пром. получения W служат вольфрамитовые и шеелитовые концентраты (50-60 % WO,). Из концентратов непосредственно выплавляют ферровольфрам (сплав Fe с 65-80 % W), использ. в произ-ве стали. Для получения W, его сплавов и соединений выделяют WO₃. В пром-сти применяют неск. способов получения WO₃. Шеелитовые концентраты разлагают в автоклавах р-ром соды при 180—200 ^оС (получают техн. р-р вольфрамата натрия) или соляной кислотой (получают техническую вольфрамовую к-ту):
= Na₂WO₄
CaWO₄(TB)
СаСО,(тв),
CaWO₄(TB) + 2НСl(ж) = H₂WO₄(TB) +
+ СаСl₂(р-р). ***#*
Вольфрамитовые концентраты разлагают либо спеканием с содой при 800-900 °С с последующим выщелачиванием Na₂WO₄ водой, либо обработкой при нагревании р-ром NaOH. При разложении щелочными агентами (содой или едким натром) образуется раствор Na₂WO₄, загрязн. примесями. После их отделения из р-ра выделяют H₂WO₄. Высушенный H₂WO₄ содержит 0,2—0,3 % примесей. Прокаливанием H₂WO₄ при 700—800 °С получают WO₃, а уже из него металлич. W и его соединения. При этом для произ-ва металлич. W дополнительно H₂WO₄ очищают аммиачным способом. Порошок W получают восстановлением WO₃ водородом, а также и углеродом (в произ-ве тв. сплавов) в трубчатых электрич. печах при 700—850 °С. Компактный металл получают из порошка способами порошковой металлургии в виде заготовок-штабиков, которые хорошо поддаются обработке давлением (ковке, волочению, прокатке и т.п.). Из штабиков методом бестигельной электроннолучевой зонной плавки получают также монокристаллы W.
W широко применяется в совр. технике в виде чистого металла и ряде сплавов, наиболее важные из которых легиров. конструкционные, быстрореж., инструмент. стали, тв. сплавы на основе карбида W, жаропрочные и нек-рые др. спец. сплавы (см. Вольфрамовые сплавы). Тугоплавкость и низкое давление пара при высоких темп-pax делают W незаменимым для деталей электровакуумных приборов в радио- и рентгенотехнике. В разных областях техники используют нек. хим. соединения W, напр. Na₂WO₄ (в лакокрасочной и текстильной пром-сти), WS₂ (катализатор в органич. синтезе, тв. смазка для трения).
[ http://metaltrade.ru/abc/a.htm]

Тематики

• металлургия в целом

Синонимы

• W

EN

• tungsten