Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате
Экспериментально и теоретически исследовано влияние очистки газовой среды в кристаллизационной камере на концентрацию молибдена и вольфрама в алюмоиттриевом гранате. Показано, что очистка аргона при непрерывной его циркуляции через охлажденный до температуры жидкого азота фильтр из активированного у...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81336 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань, Ю.В. Горбенко, Н.Н. Пилипенко, Н.П. Катрич // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 140-144. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859957750752083968 |
|---|---|
| author | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. Горбенко, Ю.В. Пилипенко, Н.Н. Катрич, Н.П. |
| author_facet | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. Горбенко, Ю.В. Пилипенко, Н.Н. Катрич, Н.П. |
| citation_txt | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань, Ю.В. Горбенко, Н.Н. Пилипенко, Н.П. Катрич // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 140-144. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Экспериментально и теоретически исследовано влияние очистки газовой среды в кристаллизационной камере на концентрацию молибдена и вольфрама в алюмоиттриевом гранате. Показано, что очистка аргона при непрерывной его циркуляции через охлажденный до температуры жидкого азота фильтр из активированного угля при выдержке расплава алюмоиттриевого граната в тигле из молибдена или вольфрама позволяет в несколько раз снизить концентрацию в кристаллах алюмоиттриевого граната контейнерного материала. Получены простые алгебраические уравнения, описывающие распределения примесей, растворенных в алюмоиттриевом гранате, как функцию времени; парциальных давлений примесей над расплавом; их кинетических параметров адсорбции, растворения и диффузии.
Експериментально і теоретично досліджено вплив очищення газового середовища в камері кристалізації
на концентрацію молібдену і вольфраму в алюмоітрієвому гранаті. Показано, що очищення аргону при
безперервній його циркуляції через охолоджений до температури рідкого азоту фільтр з активованого
вугілля при витримці розплаву алюмоітрієвого граната в тиглі із молібдену або вольфраму дозволяє у
декілька разів понизити концентрацію в кристалах алюмоітрієвого граната контейнерного матеріалу.
Одержано прості алгебраїчні рівняння, що описують розподіли домішок, розчинених в алюмоітрієвому
гранаті як функцію часу, парціального тиску домішок над розплавом, їх кінетичних параметрів адсорбції,
розчинення і дифузії.
Influence of cleaning of gas environment in a crystallization chamber on concentration of molybdenum and
tungsten in experimental and in theory is explored. It is shown, that cleaning of argon at continuous circulation
through chilled to the temperature of liquid nitrogen the filter with absorbent carbon at molten of yttrium aluminum
garnet in molybdenum or tungsten crucibles reduce concentration of container material in once or twice in the crystals
of yttrium aluminum garnet. Simple algebraic equalizations, describing distributing of the admixtures, dissolved
in an yttrium aluminum garnet as a function of time, partial pressures of admixtures above fusion, their kinetic parameters
of adsorption, dissolution and diffusion, are got.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:20:17Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 546.65.623
ВЛИЯНИЕ ОЧИСТКИ ИНЕРТНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ
НА КОНЦЕНТРАЦИЮ Мо И W В АЛЮМОИТТРИЕВОМ ГРАНАТЕ
Г.П. Ковтун, А.П. Щербань, Ю.В. Горбенко, Н.Н. Пилипенко, Н.П. Катрич
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»
г.Харьков,Украина; E-mail: gkovtun@kipt.kharkov.ua
Экспериментально и теоретически исследовано влияние очистки газовой среды в кристаллизационной
камере на концентрацию молибдена и вольфрама в алюмоиттриевом гранате. Показано, что очистка аргона
при непрерывной его циркуляции через охлажденный до температуры жидкого азота фильтр из активиро-
ванного угля при выдержке расплава алюмоиттриевого граната в тигле из молибдена или вольфрама позво-
ляет в несколько раз снизить концентрацию в кристаллах алюмоиттриевого граната контейнерного материа-
ла. Получены простые алгебраические уравнения, описывающие распределения примесей, растворенных в
алюмоиттриевом гранате, как функцию времени; парциальных давлений примесей над расплавом; их кине-
тических параметров адсорбции, растворения и диффузии.
На сегодняшний день АИГ(Nd)-лазер является
наиболее широко используемым твердотельным ла-
зером. Он нашел широкое применение не только в
обработке материалов и в измерительной технике,
но также и в медицине. В основе лазера лежат кри-
сталлы Y3Al5O12 - алюмоиттриевый гранат (АИГ) в
которые включаются до 1,5 объемных процентов
ионов Nd3+. Монокристаллический алюмоиттриевый
гранат с неодимом Y3Al5O12:Nd3+ (АИГ(Nd)) – наибо-
лее эффективная среда с излучением в области око-
ло 1 мкм для создания малогабаритных технологи-
ческих лазеров [1-5]. Наиболее распространенными
методами получения АИГ(Nd) являются методы
направленной кристаллизации (Чохральского, Бри-
джмена, горизонтальной направленной кристаллиза-
ции) при скоростях выращивания 0,1…5 мм/ч [6].
Генерационные характеристики АИГ-Nd в значи-
тельной степени определяются чистотой шихтовых
и тигельных материалов, поэтому в практике выра-
щивания алюмоиттриевого граната с неодимом ис-
пользуют исходные материалы с суммарным содер-
жанием примесей не более 10-3 ат.% и инертные к
окислам при высоких температурах (около 2000 °С)
иридиевые тигли. Достоинством иридия является
его химическая инертность, а также отсутствие сма-
чиваемости иридиевых тиглей расплавом окислом
после гальванической полировки их поверхностей.
В то же время дороговизна иридия и малое различие
между температурами плавления иридия и шихто-
вых материалов являются его существенными недо-
статками.
Генерационные характеристики активных лазер-
ных элементов, полученных из монокристаллов
АИГ(Nd), выращенных при использовании менее
дорогих молибденовых и вольфрамовых тиглей,
хуже, чем в таковых, полученных из АИГ(Nd), вы-
ращенных с применением иридиевых тигелей.
Исследования показали, что ухудшение генера-
ционных характеристик происходит в результате
растворения в кристаллах молибдена и вольфрама,
которые поступают в расплав при восстановлении
окислов молибдена и вольфрама. Окислы молибдена
и вольфрама образуются при взаимодействии кисло-
рода, выделяющегося из шихты при ее нагревании,
со стенками тиглей. При расплавлении шихты окис-
лы молибдена и вольфрама восстанавливаются, ато-
мы молибдена и вольфрама, диффузируя в расплав,
загрязняют его. В процессе кристаллизации распла-
ва атомы молибдена и вольфрама и их соединения с
другими примесями и матричными частицами (Al,
O) входят в кристалл. Этот процесс продолжается в
течение всего цикла выращивания кристаллов. В
связи с этим при использовании в технологии выра-
щивания кристаллов алюмоиттриевого граната мо-
либденовых и вольфрамовых тиглей, весьма акту-
альными являются экспериментальные данные о ме-
тодах снижения скоростей образования окислов мо-
либдена и вольфрама, растворения их в расплаве и
вхождении в кристаллы.
Вымораживание продуктов диссоциации алюмо-
иттриевого граната, окислов молибдена и вольфра-
ма, паров воды и других легколетучих примесей в
процессе выращивания кристалла может существен-
но снизить их парциальные давления в инертном га-
зе. Соответственно этому уменьшиться концентра-
ция растворимых окислов вольфрама и молибдена.
Очевидно, процесс загрязнения кристалла примеся-
ми зависит не только от их парциальных давлений в
кристаллизационной камере, но и от кинетики их ад-
сорбции, растворения и диффузии в расплаве и кри-
сталле, концентрации и распределении ловушек для
примесей. Рассмотрим этот процесс для случая го-
ризонтальной направленной кристаллизации, когда
отношение поверхности расплава к его объему яв-
ляется максимальным.
Предположим, что начальная концентрация при-
месей в расплаве равна нулю, а на поверхности в ре-
зультате адсорбции из газовой среды – i
pC . Отсчет
концентрации примесей в объеме расплава при
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.140 - 144.
140
mailto:gkovtun@kipt.kharkov.ua
0t > будем вести от их концентрации на поверхно-
сти, т.е. ( , ) ( , )i i i
px t C C x tΘ = − . Так как ширина и
длина расплава в тигле значительно больше его тол-
щины, принимаем, что концентрация примесей из-
меняется только в направлении x. Тогда уравнение
диффузии принимает вид:
2
2
( , ) ( , ) ,
i ix t x tD
t x
∂ Θ ∂ Θ=
∂ ∂
(1)
совмещая начало координат с донной поверхностью
кристалла (расплава), начальное и граничное усло-
вия при x=0 запишем:
( , ) , 0.
( , ) 0, 0
px t C t
x t x
x
Θ = =
∂ Θ = =
∂
Для вывода граничного условия при x=h
воспользуемся представлениями, развитыми в рабо-
те [7]. Так как ( , ) ( , )i i i
px t C C x tΘ = − , получаем
второе граничное условие:
,01
0
≈
∂
Θ∂+Θ
x
D
a
i
i x=h,
где а0 – расстояние между кристаллографическими
плоскостями.
Решение уравнения (1) будем искать в виде
( ) ( ), ( ) .i i ix t t xφ ψΘ =
Разделяя переменные в (1) получаем частное ре-
шение
( ) 2, [ sin cos ]exp( ).i x t A kx B kx k DtΘ = + − (2)
Чтобы уравнение (2) было решением поставлен-
ной задачи, необходимо его подчинить начальному
и граничному условиям.
Подчиняя (2) граничному условию при x=h, по-
лучаем
0
1 cos( ) sin( ) 0kh k kh
a
− = . (3)
Из (3) получаем характеристическое уравнение
cth ,iBµ µ= (4)
где khµ = , 0iB h a= . Обозначая µcthy =1 ,
12 / By µ= и построив графики зависимости ( )y µ ,
в точках пересечения котангенсоид y1 с прямой y2
находим корни характеристического уравнения
1 2 3, , , ...µ µ µ Их бесконечное множество. В
нашем случае 610 ,iB h≈ поэтому прямая y2 практи-
чески совпадает с осью абсцисс и, следовательно,
1 2 3, 3 , 5 , ... (2 1)n nµ π µ π µ π µ π= = = = − . Каж-
дому значению µ соответствует свое частное реше-
ние. Общее решение представляется суммой беско-
нечного ряда
( )
2
2
1
, cos exp .
n
i n n
n
n
xx t B Dt
h h
µ µ→ Ґ
=
ж цж цΘ = −з чз ч
и ш и ш
е (5)
Подчинив уравнение (5) начальному условию,
находим:
( ) 1
0
cos 1 ,
i ih
np pi n
n
C CxB dx
h h h
µ −= = −т
∑
∞→
=
−
−
−= =Θ
n
n
nn
n
n
i
p
i Dt
hh
xCtx
1
2
21
.expcos)1(),(
µµ
µ (6)
Подставляя в формулу (6) ( , ) ( , )i i i
px t C C x tΘ = −
, получаем уравнение для распределения примесей
по толщине расплава
( )
( ) .expcos11
,
1
2
21
−
−−=
=
∑
∞→
=
−n
n
inn
n
n
i
p
i
tD
hh
xC
txC
µµ
µ
(7)
Ограничиваясь первым членом разложения, име-
ем
( )
2
2, 1 cos expi i i
p
xC x t C D t
h h
π πй щж цж ц≈ − −к ъз чз ч
и ш и шл ы
. (8)
Из (7), (8) видно, что при малых давлениях
инертного газа концентрация примесей в расплаве
пропорциональна их парциальным давлениям и не
зависит от давления инертного газа. Заметим, что
полученные формулы могут быть использованы
только для анализа примесей в кристаллах и непере-
мешиваемых или слабо перемешиваемых расплавах.
Такими являются расплавы при выращивании моно-
кристаллов горизонтальной или вертикальной
направленной кристаллизацией расплавов в тиглях.
В этих случаях температура донной поверхности
тиглей всегда меньше температуры свободной по-
верхности расплавов, поэтому термоконвекция рас-
плавов происходит только в горизонтальной плоско-
сти. Распределение в расплаве концентрации приме-
сей для различных величин t, рассчитанное по фор-
муле (7), показано на рис. 1. Хорошо видно, что при
2 2t h DπЈ и равномерном распределении лову-
шек концентрация примесей в АИГ, выращенном
горизонтальной направленной кристаллизацией,
должна уменьшаться с увеличением расстояния от
свободной поверхности кристалла. При 2 2t h Dπі
их концентрация должна достичь максимальных,
одинаковых по толщине кристаллов, величин. Одна-
ко экспериментально наблюдаемое распределение
примесей противоположно описанному. Отсюда
следует, что примеси в АИГ распределяются соот-
ветственно распределению вакантных узлов кри-
сталлической решетки, образующихся в результате
выделения из объема расплава примесных и матрич-
ных атомов.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.140 - 144.
141
Рис.1. Распределение примесей в расплаве:
1 – t=102; 2 – 103; 3 – 104; 4 – 105 c
Зависимость максимальной концентрации при-
месей от их парциальных давлений для различных
величин d rτ τ показана на рис. 2, где
)exp(0 kTd
αεττ = – среднее время жизни частицы
на поверхности перед тем, как она десорбируется;
τ0 – период тепловых колебаний атомов в решетке; τ
r – среднее время жизни частицы на поверхности
перед тем, как она растворится; ε – энергия актива-
ции. В расчетах использованы величины:
8
0 5 10a = Ч см, D=10-4 см2·с-1, 1α = . Так как в усло-
виях динамической откачки газов из кристаллизаци-
онной камеры парциальные давления окислов
вольфрама (молибдена) не могут превышать сум-
марное давление продуктов диссоциации Al2O3,
Y2O3, видим, что при выращивании монокристаллов
АИГ в вакууме 510−≈ мм рт.ст. концентрация окси-
дов W и Mo в гранате за счет поступления из газо-
вой среды не может превышать величину, равную
1011 см-3. Этот вывод справедлив для других приме-
сей.
Рис.2. Зависимость максимальной концентрации
примесей в гранате от их парциальных давлений
над растущим кристаллом:
1 – d rτ τ =10-1; 2 – d rτ τ =10-2
При давлении газовой среды pr>10 мм рт.ст. кон-
центрация примесей на поверхности расплава опре-
деляется их потоком через диффузионный слой газа
над расплавом:
( )0, ,
i
i i i i ir
r r
DI I C Cν
δ
= = − (9)
где iii pTM 2/122 )(105,3 −⋅=ν , iM – массовое чис-
ло частицы, ip – парциальное давление примесей
над расплавом, мм рт.ст; Т – температура; i
rD – ко-
эффициент диффузии примесей в инертном газе;
δ – толщина диффузного газового слоя;
T
nF
aSP
C i
r
+
⋅=
0
181065,9 – концентрация примесей на
поверхности диффузионного слоя, примерно равная
их концентрации в инертном газе вне этого слоя; n –
плотность атомов; F – скорость откачки; 0
i
rC – кон-
центрация примесей на границе расплав-газ. В этом
случае уравнение (6) принимает вид:
( ) ( )
2
0
0 2, 1 cos exp
i i i
i i i ir d
r ri i
r
a D xC x t C C D t
D h h
α τ π π
τ δ
й щж цж ц≈ − − −к ъз чз ч
и ш и шл ы
, (10)
где а – скорость образования окислов, равная скоро-
сти выделения кислорода из расплава.
Так как δ зависит от давления инертной газовой
среды слабее чем i
rD , то с увеличением rP величи-
на i
rD δ уменьшается. Соответственно этому долж-
на уменьшаться скорость испарения продуктов дис-
социации окислов алюминия и иттрия. При P=1 атм
она примерно на два порядка меньше, чем в вакуу-
ме. На эту же величину меньше и скорость образо-
вания окислов вольфрама. Очевидно, при скорости
очистки инертного газа от примесей, равной скоро-
сти откачки их в вакууме, парциальные давления
примесей в инертном газе тоже должны быть на два
порядка меньше, чем в вакууме. Соответственно
этому должна понизиться концентрация оксидов W,
Mo и других примесей в монокристаллах АИГ, вы-
ращиваемых при такой очистке инертного газа.
В условиях непрерывного удаления кислорода из
атмосферы ростовой камеры будет изменяться кине-
тика реакций взаимодействия граната с молибденом
или вольфрамом и кислорода с молибденом или
вольфрамом. Кислород может удаляться путем не-
прерывной прокачки атмосферы ростовой камеры
через поглотитель.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.140 - 144.
142
Эксперименты по очистке атмосферы аргона
проводились на устройстве, схема которого показа-
на на рис. 3. На первой стадии работы устройства
выполняли вакуумирование до давления
10-5 мм рт.ст. рабочей камеры установки и нагретого
до температуры 400 °С фильтра из активированного
угля. В это время температура тигля с шихтой АИГ
равномерно поднималась до предплавильной темпе-
ратуры (~1800 °С). Дегазацию фильтра и тигля с за-
грузкой проводили в течение 3 ч. Затем корпус
фильтра охлаждали жидким азотом и через него
напускали в камеру установки аргон до давления
1 атм и выполняли расплавление шихты АИГ. На
стадии выдержки расплава граната в Мо- и W-тиг-
лях в атмосфере инертного газа осуществляли не-
прерывную прокачку аргона через фильтр, охла-
жденный жидким азотом, по замкнутому контуру с
помощью компрессора с производительностью
5 л/мин.
Расплав иттрий-алюминиевого граната выдержи-
вали в молибденовом и вольфрамовом тиглях при
температуре (2000 ± 50)°С в течение 10 сут. как с
очисткой, так и без очистки атмосферы ростовой ка-
меры. Такое время выдержки обусловлено временем
проведения процессов выращивания монокристал-
лов АИГ. Для проведения экспериментов использо-
вали тепловой узел резистивного типа, изготовлен-
ный из высокочистого графита марки МПГ-7. Такой
нагреватель в зоне нагрева способен обеспечивать
температуру до 2500 °С. Размеры нагревателя:
внешний диаметр 77 мм; внутренний – 63 мм; высо-
та – 100 мм; тепловые экраны – система вольфрамо-
вых, молибденовых и графитовых экранов. Мощ-
ность нагревателя при Т=2000 °С около 12 кВт (I =
530 A, U = 22 В). Контроль температуры теплового
узла осуществляли с помощью вольфрам-рениевой
термопары (ВР - 5/20).
Содержание элементов контейнерного материала
Мо и W в АИГ до и после выдержки граната в рас-
плавленном состоянии как с очисткой, так и без
очистки газовой атмосферы показано в таблице. Со-
держание элементов контейнерных материалов
определяли методом лазерной масс-спектрометрии с
помощью анализатора ЭМАЛ-2.
а б
Рис. 3. Схема устройства с непрерывной прокачкой газа через низкотемпературный поглотитель на ста-
дии вакуумирования рабочей камеры, дегазации поглотителя и расплавления шихты (а) и на стадии вы-
держки расплава граната в атмосфере инертного газа при непрерывной прокачке газа через низкотемпе-
ратурный поглотитель (б): 1 - рабочая камера с нагреваемым тиглем; 2 - вакуумный насос; 3 - поглоти-
тель; 4 - компрессор; 5 - нагреватель поглотителя; 6 - баллон с инертным газом; 7 - сосуд Дьюара с жид-
ким азотом; 8 – манометр
Содержание элемента контейнерного материала (Мо и W) в иттрий-алюминиевом гранате после вы-
держки в расплавленном состоянии при температуре (2000±50) °С в течение 10 сут., мас. %
Материал тигля До выдержки в виде рас-
плава
После выдержки в виде расплава
без очистки атмосферы с очисткой атмосферы
Мо <1·10-3 2·10-3 1,2·10-3
W <1·10-3 5·10-3 1,5·10-3
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.140 - 144.
143
Как следует из приведенных результатов,
очистка аргона прокачкой его через охлаждённый
до температуры жидкого азота фильтр из активиро-
ванного угля при выдержке расплава АИГ в тигле из
молибдена или вольфрама позволяет в 3...4 раза сни-
зить содержание элемента контейнерного материала
(соответственно Мо или W) в гранате после выдерж-
ки граната в расплавленном состоянии при темпера-
туре (2000±50)°С в течение 10 сут.
ВЫВОДЫ
Проведенные экспериментальные исследования
показали, что очистка инертного газа во время вы-
держки граната в расплавленном состоянии снижает
в кристалле концентрацию W и Mo в несколько раз.
Можно ожидать, что с дальнейшим увеличением
скорости циркуляции атмосферы и с понижением
температуры, концентрация примесей в инертном
газе понизится до таких величин, при которых в мо-
нокристаллах АИГ концентрация контейнерных ма-
териалов снизится до величин, при которых генера-
ционные характеристики кристаллов не будут усту-
пать таковым в монокристаллах, выращиваемых из
иридиевых тиглей.
Работа выполнена при поддержке Научно-техно-
логического центра в Украине, проект № 1881.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г.М. Зверев и др. Лазеры на алюмоиттриевом
гранате с неодимом. М.: «Радио и связь», 1985,
144 с.
2. Х.С. Багдасаров, Н.Б. Болотина, В.Н. Калинин и
др. Фотоиндуцированные эффекты и реальная
структура кристаллов иттрий-алюминиевого гра-
ната // Кристаллография. 1991, т.36, в.3, с.715-
728.
3. A.G. Petrosyan. Crystal growth of laser oxides in the
vertical Bridgman configuration // J. Cryst. Growth.
1994, v.139, p.372-392.
4. А.А. Каминский. Лазерные кристаллы. М.: «Нау-
ка», 1975, 250 с.
5. Х.С. Багдасаров, И.И. Карпов, Б.Н. Трегумников.
Выращивание кристаллов иттрий-алюминиевого
граната // Обзоры по электронной технике. Се-
рия: Квантовая электроника. 1976, в.1 (1313), с.
1-96.
6. Г.П. Ковтун, А.И. Кравченко, А.П. Щербань. Ит-
трий-алюминиевый гранат с неодимом: методы
выращивания и свойства монокристаллов: Пре-
принт ХФТИ. Харьков: ННЦ ХФТИ, 2004, 16 с.
7. Н.П.Катрич, А.Б.Киценко. Влияние неоднородно-
сти концентрации ловушек на характеристики
внедрения ускоренных газовых ионов // Выра-
щивание монокристаллов и их свойства. Харь-
ков: ВНИИ монокристаллов, 1984, № 13, с. 34-
45.
ВПЛИВ ОЧИЩЕННЯ ІНЕРТНОГО ГАЗОВОГО СЕРЕДОВИЩА
НА КОНЦЕНТРАЦІЮ Мо І W В АЛЮМОІТРІЄВОМУ ГРАНАТІ
Г.П. Ковтун, О.П. Щербань, Ю.В. Горбенко, М.М. Пилипенко, М.П. Катрич
Експериментально і теоретично досліджено вплив очищення газового середовища в камері кристалізації
на концентрацію молібдену і вольфраму в алюмоітрієвому гранаті. Показано, що очищення аргону при
безперервній його циркуляції через охолоджений до температури рідкого азоту фільтр з активованого
вугілля при витримці розплаву алюмоітрієвого граната в тиглі із молібдену або вольфраму дозволяє у
декілька разів понизити концентрацію в кристалах алюмоітрієвого граната контейнерного матеріалу.
Одержано прості алгебраїчні рівняння, що описують розподіли домішок, розчинених в алюмоітрієвому
гранаті як функцію часу, парціального тиску домішок над розплавом, їх кінетичних параметрів адсорбції,
розчинення і дифузії.
INFLUENCE OF CLEANING OF INERT GAS ENVIRONMENT
ON THE Mo and W CONCENTRATION IN YTTRIUM ALUMINUM GARNET
G.P. Kovtun, A.P. Scherban’, Yu.V. Gorbenko, M.M. Pylypenco, N.P. Katrich
Influence of cleaning of gas environment in a crystallization chamber on concentration of molybdenum and
tungsten in experimental and in theory is explored. It is shown, that cleaning of argon at continuous circulation
through chilled to the temperature of liquid nitrogen the filter with absorbent carbon at molten of yttrium aluminum
garnet in molybdenum or tungsten crucibles reduce concentration of container material in once or twice in the crys-
tals of yttrium aluminum garnet. Simple algebraic equalizations, describing distributing of the admixtures, dissolved
in an yttrium aluminum garnet as a function of time, partial pressures of admixtures above fusion, their kinetic pa-
rameters of adsorption, dissolution and diffusion, are got.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.140 - 144.
144
УДК 546.65.623
Влияние очистки инертной газовой среды
на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате
Вплив очищення інертного газового середовища
на концентрацію Мо і W в алюмоітрієвому гранаті
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-81336 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:20:17Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. Горбенко, Ю.В. Пилипенко, Н.Н. Катрич, Н.П. 2015-05-14T19:10:30Z 2015-05-14T19:10:30Z 2006 Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате / Г.П. Ковтун, А.П. Щербань, Ю.В. Горбенко, Н.Н. Пилипенко, Н.П. Катрич // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 140-144. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81336 546.65.623 Экспериментально и теоретически исследовано влияние очистки газовой среды в кристаллизационной камере на концентрацию молибдена и вольфрама в алюмоиттриевом гранате. Показано, что очистка аргона при непрерывной его циркуляции через охлажденный до температуры жидкого азота фильтр из активированного угля при выдержке расплава алюмоиттриевого граната в тигле из молибдена или вольфрама позволяет в несколько раз снизить концентрацию в кристаллах алюмоиттриевого граната контейнерного материала. Получены простые алгебраические уравнения, описывающие распределения примесей, растворенных в алюмоиттриевом гранате, как функцию времени; парциальных давлений примесей над расплавом; их кинетических параметров адсорбции, растворения и диффузии. Експериментально і теоретично досліджено вплив очищення газового середовища в камері кристалізації на концентрацію молібдену і вольфраму в алюмоітрієвому гранаті. Показано, що очищення аргону при безперервній його циркуляції через охолоджений до температури рідкого азоту фільтр з активованого вугілля при витримці розплаву алюмоітрієвого граната в тиглі із молібдену або вольфраму дозволяє у декілька разів понизити концентрацію в кристалах алюмоітрієвого граната контейнерного матеріалу. Одержано прості алгебраїчні рівняння, що описують розподіли домішок, розчинених в алюмоітрієвому гранаті як функцію часу, парціального тиску домішок над розплавом, їх кінетичних параметрів адсорбції, розчинення і дифузії. Influence of cleaning of gas environment in a crystallization chamber on concentration of molybdenum and tungsten in experimental and in theory is explored. It is shown, that cleaning of argon at continuous circulation through chilled to the temperature of liquid nitrogen the filter with absorbent carbon at molten of yttrium aluminum garnet in molybdenum or tungsten crucibles reduce concentration of container material in once or twice in the crystals of yttrium aluminum garnet. Simple algebraic equalizations, describing distributing of the admixtures, dissolved in an yttrium aluminum garnet as a function of time, partial pressures of admixtures above fusion, their kinetic parameters of adsorption, dissolution and diffusion, are got. Работа выполнена при поддержке Научно-техно-логического центра в Украине, проект № 1881. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате Вплив очищення інертного газового середовища на концентрацію Мо І W в алюмоітрієвому гранаті Nfluence of cleaning of inert gas environment on the Mo and W concentration in yttrium aluminum garnet Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате Ковтун, Г.П. Щербань, А.П. Горбенко, Ю.В. Пилипенко, Н.Н. Катрич, Н.П. Физика и технология конструкционных материалов |
| title | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате |
| title_alt | Вплив очищення інертного газового середовища на концентрацію Мо І W в алюмоітрієвому гранаті Nfluence of cleaning of inert gas environment on the Mo and W concentration in yttrium aluminum garnet |
| title_full | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате |
| title_fullStr | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате |
| title_full_unstemmed | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате |
| title_short | Влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию Мо и W в алюмоиттриевом гранате |
| title_sort | влияние очистки инертной газовой среды на концентрацию мо и w в алюмоиттриевом гранате |
| topic | Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet | Физика и технология конструкционных материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81336 |
| work_keys_str_mv | AT kovtungp vliânieočistkiinertnoigazovoisredynakoncentraciûmoiwvalûmoittrievomgranate AT ŝerbanʹap vliânieočistkiinertnoigazovoisredynakoncentraciûmoiwvalûmoittrievomgranate AT gorbenkoûv vliânieočistkiinertnoigazovoisredynakoncentraciûmoiwvalûmoittrievomgranate AT pilipenkonn vliânieočistkiinertnoigazovoisredynakoncentraciûmoiwvalûmoittrievomgranate AT katričnp vliânieočistkiinertnoigazovoisredynakoncentraciûmoiwvalûmoittrievomgranate AT kovtungp vplivočiŝennâínertnogogazovogoseredoviŝanakoncentracíûmoíwvalûmoítríêvomugranatí AT ŝerbanʹap vplivočiŝennâínertnogogazovogoseredoviŝanakoncentracíûmoíwvalûmoítríêvomugranatí AT gorbenkoûv vplivočiŝennâínertnogogazovogoseredoviŝanakoncentracíûmoíwvalûmoítríêvomugranatí AT pilipenkonn vplivočiŝennâínertnogogazovogoseredoviŝanakoncentracíûmoíwvalûmoítríêvomugranatí AT katričnp vplivočiŝennâínertnogogazovogoseredoviŝanakoncentracíûmoíwvalûmoítríêvomugranatí AT kovtungp nfluenceofcleaningofinertgasenvironmentonthemoandwconcentrationinyttriumaluminumgarnet AT ŝerbanʹap nfluenceofcleaningofinertgasenvironmentonthemoandwconcentrationinyttriumaluminumgarnet AT gorbenkoûv nfluenceofcleaningofinertgasenvironmentonthemoandwconcentrationinyttriumaluminumgarnet AT pilipenkonn nfluenceofcleaningofinertgasenvironmentonthemoandwconcentrationinyttriumaluminumgarnet AT katričnp nfluenceofcleaningofinertgasenvironmentonthemoandwconcentrationinyttriumaluminumgarnet |