Способ определения параметров массопереноса примесей при электромиграции в жидком металле
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения истинной и эффективной подвижности (ЭП) и связанных с нею эффективного заряда (33), сечения рассеяния электронов проводимости пpи fecью при миграции ее в металлическом расплаве в постоянном электрическом поле. Цель изобретения - повьш1енне точности путем устранения ошибок, связанных с неопределенностью начального распределения примеси и повышение информативности путем обеспечения определения эффективного и индивидуального коэффициентов диффузии и ЭЗ примеси. Способ заключается в введении радиационного изотопа исследуемой примеси в образец жидкого металла и измерении диффузионногр профиля ДП примеси по длине образца вдоль направления пропускания электрического тока. По положению максимума ДП рассчитывают ЭП примеси. Совместно с изотопом примеси в образец дополнительно вводят радиоактивный изотоп металла, дополнительно измеряют ДП изотопа металла по длине образца и расстояние между максимумами ДП примеси и изотопа металла, По полученным данным рассчитьшают ЭП, эффективный и индивидуальньй коэффициенты диффузии и 33 примеси, 1 ил., 1 табл. С W 1C 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5П 4 С О! !! 13 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3868748/24-25 (22) 18.03. 85. (46) 07.08.86. Бюл. М 29 (71) Киевский ордена Ленина и ор— дена Октябрьской Революции государственный университет им Т.Г. Шевченко (72) В.И. Лозовой, Г.В, Пветкова и В,И. Оглобля (53) 533.15(088.8) (56) Белащенко Д.К. Электроперенос в жидких сплавных системах Bi-Sn,—
Изд. Высш.учеб. заведений. Химия и химическая технология. Т.З, 1960, 1! 2, с.285-287, Кузьменко П.П., Харьков Е.И., Лозовой В.И..лектроперенос серебра в жидком свинце и кобальта в жидком олове, -Украинский физический журнал. Т.9, 1964, - 8, с.881-889. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
МАССОПЕРЕНОСА ПРИМЕСЕЙ ПРИ ЭЛЕКТРОМИГРАЦИИ В >КИДКОМ МЕТАЛЛЕ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения истинной и эффективной подвижности (ЭП) и связанных с нею эффективного
„„SU„„1249404 Д1 заряда (ЭЗ), сечения рассеяния электронов проводимости примесью при миграции ее в металлическом расплаве в постоянном электрическом поле, !!ель изобретения — повьш ение точности путем устранения ошибок, связанных с неопределенностью начального распределения примеси и повышение информативности путем обеспечения определения эффективного и индивидуального коэффициентов диффузии и ЭЗ примеси. Способ заключается в введении радиационного изотопа исследуемой примеси в образец жидкого металла и измерении диффузионного профиля ДП примеси по длине образца вдоль направления пропускания электрического тока, По положению максимума ДП рассчитывают ЭП примеси.
Совместно с изотопом примеси в образец дополнительно вводят радиоактив— ный изотоп металла, дополнительно измеряют ДП изотопа металла по длине образца и расстояние между максимумами ДП примеси и изотопа металла, По полученным данным рассчитывают
ЭП, эффективный и индивидуальный коэффициенты диффузии и ЭЗ примеси °
1 ил., 1 табл, ссо Т (0;t»e (TH:I ; »3
Ъ >,. > (1 Е (РИМЕР и т» l! > yt« ГС ПС):(Я,: .. («(Р Г Н((Х ИО HO (3 11зобретение отногится I(ñîJ!ò .)0!JJно-измерите:IHHOII технике и л(«зже" быть испол» зо!Зацо для о 1ределения > ис I и!И(ОЙ (ицдиви»1, у а>лГ>ць()3 кс):)ф(;Я»пиP!-: т дкф(1)узии к эффективной цоцв(:33(цос Г!. и связанных с не(с эффект;п»нс "о з,»ря— да, сечения рассеян;.!я электрсно)Б проводимости ((ркмегью при м!(гра! ии е в металлическом расцлапе . по; тонином электрическом ((олс.„ Знание перечисленных параметров злектромиграфии нсобход.(мо TfpH разработке технологических ffpoffeccoH эчисткк металлов от примесей Г.сстоянным электрическим током, Пель изобретения — (.0!3(>(1(feHHe точ(1(3 с т к ц у т с! м g c т р а н е н и я,) !((и(б> с), .: 13 я занцьлс с. цс..опредРГ(енцост! ю начального распределения, примеси, Ff Ho»3(tщеF!F е кнформативцости путем обеспечения 01(ределения эффективного H кнди!зкду —, альноГО 1<сэффиl(иРнтB jfè(1;ôу(зи«(IT эффективного заряда примеси, Па чертеже представ:(ены циффузHонцые профи.»и разли(ных примесеи в олове . Способ осуществляе-iñ!H c..j-—..ед ПСГ»им )бразом, Р> CpC! »1;ю!О тl«3г Т», 3:(el< т род.f(1)>)> 3 HOHF((3»3(.1»1 РИКИ, За:.Ц. . >Tfef!F(OV! t!(Зт(13(ЛС) . l Pd(1 БО)и eJ:ЕМ >, ОПС)т»С, . ПОМЕ(давт МЦОГОИ ЗОГот-.,ЦУ(0 . « .:l :КУ. С ОДЕРжа!ПУ:-, «(ЗO СОП-ОЕПЕР, в течение цеско:п,ких (ассц роцус:(110 Т Пс г ОЯННь(Й ОК, ПО ГОМ pаз, е)IЯ10 Т 1iteHK)> HB секции ДлинОЙ 0!(Q.Ã!r) (» мм, дельную активность исс>(едусмых ра— диоизотопов !3 каждой секдкк с»реде.!яют с помощью 1f — (.ектроме «!)а с пс— .1упроводцкковьп.f GPL1 j»pтектсром с. 3Q3pp(UH(01 j pl (. СПО С. 06НО С ТЬЮ О>КС цс 3 К 3. > (;троят криву(0 распрсдел(ция уде)п цс(- . ,ЗКТ!.1»)НОС-. и ИССЛЕГ(УЕМЫХ (:РИМС С(З: ДС..—.I. 3 (РК ГГ)ОД(>к(1 j)«03 !JOT(»(OH Яч еl(КИ,, ПО,),13 ц 3 ..Ти пс)т!С)женкй максимумов кр!»Бых рас(1 )РДЕЛЕЦК!т т>ДЕЗIЬЦЬГХ аКТИ»ЗНОС (3 l И30 гона-репера и изотопов--(рим >сеН огределяют эсфс;<тивну(0 IIQDHIU( ДC . .,; -- PH CC 1 0 1»IHe О Т МаК С! (М )>«Л(c! КРИВОЙ РаСПРЕДЕПЕ>(ИЯ !(ЗaòÎга-репера j(0 макс: f)ME -)ас— цределенкя -го изотопа „. время опыта; †;(ацряженность злектсическсЗначения эффс:кти(тцых коз(,.фицГ(ен— с»(3 дифс»узик l) !(; гледуемых изотов i .>т l. Г> Б OÏPE .ДF!)f H Р т С H (О I IX df; - Г HH(), Рй т E т) С .(3 V! »Iов С И .(О 3»@()! (F(TEЕI(Т t) R! (Си т "* ) f(>(Г (30 РЦНСИ Б <00;> IH 1(«1 ; <(X 1 П! Х >1 > . )т т»1 3 . !!1 (, .-, х >) где х — расст)ян le ст максимума 1(pF . БОЙ рзсцрс-:;Р:теция у„-,ельнс(«ЧК ТИВ НОСТИ l Гс И.>0 ТОПЯ ДС середины се;.<Пии, в которок опреде:!яется удельная активF(OC1 F, . «" (3 ". f e P Я Е, (>(F1 т (P V 1 f а П F (if (З и К Q 1 «1! Е> К (l Vi ;,T,« >0êòèÁöûé !(o3(1)(F Hf (He((-. дифф Hvi П, представляет гобой сóììó инди— > j gG ((.дуальнсгс (,мслекуляр:-;огO) козффкпиеь(та диффузик 1» и кс.)ффи(ц-:ента г 1(векти(знсй ..Иффу(3 iH Г,, причем (.. .> T J 7.», 1-! > (у. БЕЛИЧ:IНБ > 3 а»3ИС Ящ«3 Я С" раз М P P 0 1!,> .; Е т< -. Р С ((Г(ф(т) У =,:.! О т т((О и ячсйкц !! cl(ol)0l . и !(0HHeê T i13il((X fl0 "CÃ)т(С ГЗ т В 0 ЗlпlхаЮ0(HX в ячcЙкl «)спОпьзуя иЗм(pe 31((>lе:Зн a - ef(vя зф (»)С К ТИБНЬ Х KO 3((f)È((lf Å(IÒO JÇ ДИффу 3КК т а ";акже значение i(F1?! Hl)v а)ц,но ге к озфв ф 3(((!ента,цифф у . 3ии 0 Дно Й из ПГ)ГГ«(е сей > К )ТOp(r(H ИЗБССТ(1:! f(C »аDV>C HI!(> X ОПЬ( тOH из cooт:!Ощенкя 3 находят ца.— :)а (Ртp и 13ычHсля(ст цс.и:3.»зc с .Тные p=1 ll; е инд Звидуап(>нь:е -соэффи:„",. ец T(f,дк(1)— ф узки с=та;п>ць.); Г(ри: еcåA Г с г)о!)л:уле 1) ;,, »>.1 ! HH кнди»3!(!гуаль:Ib(A коэффициент ! l)il)" ЗИ т цаХО i(if" Ill« .! 31 Р С ТFIV»3 С 1> ЕС :" !ffli(ую f !of)Br fæíÎ т П1)имсси T) — —,:oстоянная Есл г:,- «!а т — абсол(0 HPIJ температyp;) (! . ...,1 — т> XÌ!l)PÊ1 1lT3llf>1fI За ЭЯД i ! > r«> заряд злек-: рсн;-,, стцоюение зф»»;с.((òH(3(I(,(x Зарядов (рил(ес ей „относи,.:..:(>Псе ГП3)JH÷l1ñ се-!el! H! f расс еяни)-. 1 а к им 17 б7 р а з о м ) n p PC)да г n n ?I I I>I n 11 <7— с.об цозво !SIGT определить nараметpi;: электромиграции цримес.ей, индисзи— дуальн»1й коэсЬфициент диффузии, ко— торий ранее б7ьсл неизвестен. Пример. Используют электро— диффузионную ячейку с внутренним диаметром О, 5 мм и длиной 15 см. заполненнусц оловом, в средню1с7 пасть которой помещают радиоактивную метку - 1 мм, содержащую малые примеси 713 12» радиоизотопа-репера Sn и S)7, д Со, . 7п в олове. Через ячейку в течение 140 миц пропускают пос-..оянный ток, напряженность электрического 1 7 -поля которого состав:сяет F. = О, ) 2 /с; . 0HbI i ц ров одят прН 38 0 С . Значения индивидуальных коэфсЬици— "17 "2e, ецтов диффузии Sn, S)7 в олове гри 380 С известных и независимых экспериментов равньс (3,4 -0,2) ° !О и 5 (3,2 + 0,2, 10 см/с соответствец— но. Индивидуальные коэффициенты диффусз 25 зии Го и ап неизвестны, так как в данной серии опытов Го и Еп диффундируют не в атомарном виде, а в виде комплексов типа Сп О, Zn О,, Y) Зксперимецтальньсе значения рассто 70 яний от м; ксимума кривой, расцреде— ление удельной активности изотопа— репера Sn до максимума распреде— з ления ис следуемых приме сей, ффек тив— ные подвижности, эффективные коэффициенты диффузии, а также рассч»1танн»1е 5 па известному индивидуальному козф7 ) 3 фициенту диффузии Sn (=15,7 х х 10 " см /с ) индивидуальные коэф— фициенты дисЬфузии остальных примесей и и их эффективные заряды приведены таблице. Полученные значения индивидуального коэффициента диффузии, эффективного заряда S) согласуются с !25 литературными данными, Значения индивидуального коэффициента диффузии, эффективного заряда комплексов аС7 с Со, Zn I!oлучены впервые ° О! см 1,, х О )х)с) сх)0 см /!!!с . с)см с ! !1! 1 17 )в! 7Ую1;Са Я эл, ед, Ц!7И мес ., Sn008О34О SÜ .1,75 1,.74 8,2 3, ) 3,1 и 1n—.ексы Го 2,65 2,63 )0,5 1,8 8)2 (сомп тек— сы Zn -0,85 -0,84 16,8 1,0 -4,7 Фо р м ул а и з о б р е т е н и я профиль изотопа металла по длине образца и расстояние между максимума.и диффузионных профилей примеси и изотопа металла, по которым рассчитывают эффективную подвюкность, эффективный и ицдигидуальньсй коэффициенты диффузии и эффективньсй заряд примеси, Способ определения параметров массопереноса примесей при электромиграции в жидком металле, заключающийся в введении радиоактивного изо †. топа исследуемой примеси в образец жидкого металла, пропускании электрического тока ;ерез образец, измерении диффузионного профиля примеси по длине образца вдоль направления пропускания электрического тока и определении положения максимума диффузионного профиля, по которому рассчитывают эффективную подвижность примеси, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и информативности, совместно с изотопом примеси дополнительно вводят в образец радиоактивный изотоп металла, ополнительно измеряют диффузионный Сос.-авителп Л, 1;ощеев Гехерд Л.Олейнvк 1 .opppKTop//. .HcKQ Редактор Н. Бобкова Заказ 4228/44 Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета 1;ССР по делам изобретений и открм-,".ий 113035, Москва, Ж-35, Раув/скал паб ., д,4 /5 11одписное Производственно-полиграфическое предпри т;.е, г, Ужгород, ул, Проектная, 4
