Юный техник 1980-08, страница 20

ства не просто высокой, а ультравысокой чистоты, когда на тысячу миллиардов атомов вещества приходится только один посторонний атом! И здесь важно уже не только получить чистоту, но и сохранить ее. Это не менее сложно. Мгновенный контакт с обычным воздухом — и все труды по достижению чистоты идут насмарку. Потому хранят эти вещества в камерах с глубоким вакуумом, в атмосфере благородных газов.

Чтобы снять с вещества грим примесей, ученые придумали несколько способов. Самый популярный из них — зонная плавка. Очищаемое вещество помещают в контейнер из инертного и тугоплавкого материала — графита. Затем вещество начинают расплавлять, но не все сразу, а постепенно, создавая узкую зону расплава. Эта зона передвигается вдоль слитка со скоростью нескольких миллиметров в час. Очистка происходит за счет того, что примеси по-разному распределяются между твердым веществом и расплавом. Как правило, в расплаве их больше. Следовательно, в процессе зонной плавки примеси переходят в расплав, и их как бы гонят от «голо

вы» слитка к его «хвосту». Естественно, за один цикл, или, как говорят, за один проход зоны, высокую степень очистки получить трудно. Поэтому проводят не один цикл, а 10—15, иногда даже больше, в зависимости от требуемой степени очистки. Можно -поступить и по-другому — вслед за первой зоной на некотором расстоянии пустить вторую, потом — третью и так далее. После окончания процесса «голову» и «хвост слитка отрезают, а оставшееся чистое вещество пускают в дальнейшую переработку.

С помощью зонной плавки удобно проводить легирование. Для этого легирующую примесь помещают в «голову» слитка и за несколько проходов расплавленной зоны равномерно распределяют по всему слитку.

Такой вариант зонной плавки пригоден не для всех веществ. Некоторые металлы, например железо, способны взаимодействовать с графитом. Поэтому во время плавки вместе с очисткой происходит загрязнение металла материалом, из которого сделан контейнер. Ученые изобрели другую разновидность зонной плавки, которая носит название бестигельной зонной плавки, или метода плавающей зоны. На первый взгляд этот метод похож на один из тех фокусов, которым обучает читателей «ЮТа» Игорь Кио. Очищаемый слиток закрепляют вертикально, зона расплава тоже перемещается в вертикальном направлении, но металл не проливается. «Как же так? — спросите вы. — По всем законам расплавленный металл должен разлиться».

Никаких фокусов нет — металл удерживает в стержне самая обыкновенная сила поверхностного натяжения. Иногда ее дополнительно поддерживают магнитным полем. Или применяют пневматическую поддержку, направляя на зону с нескольких сторон струю инертного газа. Такая поддержка хороша еще и тем, что из металла