Устройство для определения коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (Ä)957065 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.11.80 (21) 3004530/18-25 (51) М. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

G О1 N 13/00

Гасударственный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 543.542 (088.8) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 по делам изобретений и еткрмтий

Дата опубликования описания 17.09.82

В. Н. Вигдорович, В. Н. Северцев, А. А. Селин, Г. П. Фурманов, " 1

О. Е. Чирков и С. Г. Шутов

s.cp .1

f (!,1 .; 11 п I *; л л

*--(72) Авторы изобретения

Московский институт электронной техники (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ КОМПОНЕНТОВ В РАСПЛАВАХ

Изобретение относится к физико-химическому анализу материалов и может быть использовано для определения величины коэффициентов взаимной диффузии компонентов в расплавах.

Известно устройство для определения коэффициента взаимной диффузии в расплавах, содержащее камеру для расплава, источник диффузанта и груз (1).

Определение коэффициента взаимной диффузии с помощью этого устройства производят по временной зависимости толщин слоя растворенного в расплаве источника диффузанта.

Недостатком его является значительная погрешность в определении коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах, обусловленная конвекцией в объеме расплава, а также невозможностью при проведении расчетов, учета информации о распределении компонентов по высоте слоя расплава.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах, содержащее корпус, в котором выполнен капилляр, и источник

2 диффузантов, расположенный под капилляром (2) .

Определение коэффициента взаимной диффузии производят по зависимости концентрации компонентов от пространственной координаты в капилляре и времени, в течение которого протекает процесс диффузии. Для получения фиксированного распределения компонентов по высоте капилляра процесс диффузии замораживают путем быстрого охлаждения всей системы.

Недостатком известного устройства является значительная погрешность в определении величины коэффициента взаимной диффузии, обусловленная невозможностью мгновенно прекратить процесс диффузии даже при очень быстром охлаждении.

Цель изобретения — уменьшение погрешности при определении величины коэффициента взаимной диффузии.Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах, содержащее корпус, капилляр и источник диффузантов, содержит распо957065 ложенные между источниками диффузантов совмещенные гребенки, в стенках которых выполнены отверстия, образующие цилиндрический капилляр.

На чертеже представлено устройство, разрез.

Устройство содержит корпус 1, нижний подложкодержатель 2, верхний подложкодержатель 3, подвижную гребенку 4, неподвижную гребенку 5, груз 6, источники диффузантов 7, расплав 8 и капилляр 9.

Устройство позволяет расположить источники диффузантов сверху и снизу капилляра в верхнем и нижнем подложкодержателях.

Устройство работает следующим образом. 15

Верхний подложкодержатель устанавливают таким образом, что расплав 8 не контактирует с капилляром 9 в совмещенных гребенках 4 и 5. В таком положении гомогенирируют расплав при температуре диффузии. Затем верхний подложкодержатель

3 перемещается до контакта расплава с капилляром, в результате чего расплав 8 заполняет капилляр 9. Если определяется величина коэффициента взаимной диффузии из источника диффузанта, расположен- 2s ного сверху, верхний подложкодержатель

3 перемещается до приведения в контакт источника диффузанта 7 (в электронной технике в качестве диффузанта могут быть использованы подложки из полупроводникового материала) с расплавом 8, запол- няющие капилляр 9. Если же используется источник диффузанта, расположенный снизу, перемещается нижний подложкодержатель 2 до приведения в контакт источника диффузанта 7 с расплавом 8, выполнившим капилляр 9. По истечении заданного времени диффузии источник диффузанта, расположенный сверху или снизу, выводят из контакта с расплавом и раздвигают совмещенные гребенки.

После охлаждения устройство разгружа- 40 ют, в результате чего получается набор шайб затвердевшего расплава. Концентрация компонентов в шайбах определяется методами аналитической химии.

Предлагаемое устройство позволяет определять величину коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах с большой точностью путем прецизионного исследования концентрационных профилей компонентов в капилляре. Причем погрешности при исследовании концентрационных профилей компонентов в капиллярах, а следовательно, и погрешности в определении величины коэффициента взаимной диффузии, уменьшаются с уменьшением толщины зубьев совмещенных гребенок. Кроме того, возможность расположения в предлагаемом устройстве источников диффузантов сверху и снизу капилляра позволяет учитывать конвекцию в объеме капилляра. И наконец, предлагаемое устройство позволяет в данном опыте определять величину коэффициентов взаимной диффузии еще и по временной зависимости толщины слоя растворенного в расплаве источника диффузанта.

Таким образом, предлагаемое устройство универсально и позволяет определять величину коэффициентов взаимной диффузии компонентов в расплавах с незначительной погрешностью.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента взаимной диффузии компонентов в расплавах, содержащее корпус, капилляр и источники диффузантов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности определения, оно содержит расположенные между источниками диффузантов совмещенные гребенки, в стенках которых выполнены отверстия, образуюшие цилиндрический капилляр.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Srnanek R., Навочсй P. А metog

for diffusion coefficient determination of

phosphorysin in liquid indium.— Journal

Crystal growth, Ме 46, Ме 1, 1979, р. 55 — 58.

2. Лепинских Б. М. и др. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа.

M., «Металлургия», 1974, с. 5 (прототип).

Л

Составитель С. Беловодченко

Редактор А. Козориз Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 6585/30 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4