Зонная плавка

Zone melting — Зонная плавка. Высоко локализованное плавление обычно индукционным нагреванием маленького объема металлического прутка. Перемещая виток индуктора по стержню, расплавленная зона проходит с одного конца на другой. В бинарных составах, где имеется большое различие в составе на линиях ликвидус и солидус, высокая чистота может быть достигнута путем концентрации одного из элементов в жидкости, движущейся вдоль стержня.

Метод зонной плавки

Метод зонной плавки в общих чертах заключается в следующем. Многократная кристаллизация металла позволяет изменить содержание примесей в отдельных частях металлического слитка. Если заполнить жидким металлом тигель, имеющий форму, например, кольцевого канала, перерезанного в одной части перегородкой, и разогреть в нем металл путем медленного перемещения тигля через печь, то в нем будет расплавляться только небольшой участок металла, находившийся в данный момент в печи. С передвижением кольцевого канала через печь перемещается и зона жидкого металла от одного конца слитка к другому. Вместе с тем будет изменяться и содержание примесей от конца слитка, где металл затвердел вначале, к зоне, затвердевающей в последнюю очередь. Многократное повторение операций перекристаллизации при зонной плавке и дает возможность переместить все примеси в металле к одному концу слитка. При остывании расплавленного металла эти примеси сосредотачиваются в его жидкой части.

В настоящее время имеется целый ряд конструкций аппаратов для проведения зонной плавки.

Путем зонной плавки очищают от примесей ванадий, висмут, а также алюминий, германий, галлий, олово, медь, кремний. Методом зонной плавки из технических металлов можно получить металлы с чрезвычайно низким содержанием примесей. Метод зонной плавки успешно используется для получения монокристаллических германия и кремния. При помощи зонной плавки получен металл, в котором на 10 млрд. атомов германия приходится всего лишь один атом примесей.