Меерсон Г.А., Гагаринский Ю.В. (ред.). Металлургия циркония

Подождите немного. Документ загружается.

102

мвтАллуРгия

циРкония

Регулированпе

температурь[

нагревателя.

больгшинствэ

слг{аев

температуре нагревателя

.суд'1т

по показаниям

0птического

пирометра

соответствующим образом

меняют

ре)ким

элек-

троп\1тания.

?акой

способ, х0тя и

не

отличается

особой точностью

из-за

поглощения

излу'ен|4я

парами

иода'

дов0льно

удобен

при п0льзовании

стеклянной

аппаратурой.

Б слуиае

применения

металлического аппарата

и3мерение температуры

где

14|

мощность'

в|т|

;

|]злучательная

способность

;

5,735. 10-12

вп|сп2

оц{

дл9

абсолютно

черного

тела;

п:3,1416;

-диаметр

нагревателя,

см

;

длина

нагревателя'

см;

температура,

'(.

йз приведенного.вь||ле

равенства'

так}ке

г3

соотн0|шения

Р:

*.,"'

р[

и г.

37.

€хема элекщопитани'т

экспериментальной

усгановки

д.'|я

р:в]|о'(ения

иод|тда.

последовательное

соед[п|ен'ие^

(:0

а'

_9_3!

а'.'

пара]тлепьно€

соедвнен|{е

(2Ф

в' 1876 а)-

оптическим

пирометром становится

нево3мо)к-

ным.

Б некоторых

случаях

крышке

экспери-

мента_л.цых

аппаратов

устраивались

смотровые

окна

[38},

||о

это оказь|вало,ь труд}!ым

и п'акти_

чески оесполезным

}х}-3а

конденсации иод|{да на

стейках.

Фбьтш*о',

как это,делает'6ирма

'сФр

минерал))'

ре)|шм

элекгропит а\114я

подбирается

эмпирически

по'силе

тока

и напряжениф

гв_

меряемым'в

опреде.'тенные моментш

времени. 8

|4йстгггре

лдг'' Беттела

и ФА38

разрайтан

более

тонкий

способ

регулирования

температры

нагре-

вателя'

'принФ*л!!

п0зж9

фирм6&'&Фут'::;

}тот способ

заголючается в

регулцровке

на-

пряжёния

й'сйы тока таким

оо/амй,'йо.оЁпро-

и3ведение

напряя(ения-на

кубинеспслй]кс)рень

и:}

силы

т0ка

равнялось

бы некоторой

постоянной

величине'

зависящей

от температ}Ры,

поддер_

живаемой во время

роста

прутка'

от

длины

нагревателя;

!ля

данных

температуры

д'|ины

нагревателя

независимо

от

диаметра

Ё!'|'

где

Ё-напряжение,

с||ла

тока

(-по-

стоянная'

0пределяемая температурой

ш:иной

нагревателя.

3то

равенств0

0сн0вано

на

пред_

п0ложении'

чт0 пстери

тепла

за счет теплопро-

в0дн0сти

через

электр0дь| и

к0нвекции

ничтожно

мальг.

||ри этом ]|{0щн0сть,

п0ступающая

в на-

греватель'

приравнивается

п0тере

м0щности на-

гревателем

за

счет

излучения.

1аким образом, в

с0ответстви

и с и3вестно й

зависимостью

мощности

и3лучения

0т те}1пературь]

имеем

где

сопротивление'

0-удельное

электро-

сопротивление'

,д

|Ё: [2Р:Ё2|Р

мох(но

вывести

у.равнение,

связывающее

диаметр

прут-

ка с силой

т0ка

напря}кением.

?акимобразом,

||утем

дальнейших

преобразований

полу-

чаем

Ё|'|,

|(4е'а262т8)\!3:

[('

!.,

где

к'

(49п

а2

б2

т8)\|.

|{' [.

|акуцмобра-

зом' при

известных

3начениях

удельного

электро-

сопротивле[!|8:_.,

:влутатшльной

способности

можно вычислить.

значение

_ константы.4!.

|ха

едут-

ни{у

д.тпины

нагревателя1'шл*'

лФб6!{ теипЁрацры.

||-ри :ввестной

фине

'|{ожно

вы![ислгп$

кйста|лц

.!]\1-'данного

нагревател8

рабртаюц9г0

прй

данной

температуре.

|1оскольку

|в.,|)вательная

способность

удельное

9лекгросопр0тивление

цирк9ния,.1|з-

вестнн не

очень

хор0шо,

!|!апиро

[29}

определял

91)|

конста

нту

непо

ср едственно,

отмечая

силу тока

и напряжение,

необходимые

д'|я

поддержан!1я

\\а-

гРевателя

известг:ой

д]|ины

при

определенной

температуре:.

3ти

измерения

проводились

пгем

подве|||ивания

нагревателя

эвакуированном

Результаты

этих

!{змерений

мо>кно

так)ке !!споль-

3ов:|ть

для

определения

общей

и3л)гчательной

способ-

носги

циркония.

(ривая

&|висимосги

общей и3луча-

тельной

способности

циркония

от температуры

показана

на

фиг.

38.

Аля

оценки точности

измерения

6ыли вычи_

слены.удельное

электрическое сопротивление

и те!1пера-

турный.'коффицггент

элекщосопротивления

циркония

ме)кду

!28|

и 1500' и с!авнены

со

значениями' получен_

|'ыми

(аслменом

[41].

?емпературный

коэффишиент

электросопротивления

ока3ался

тем

)ке

самым' что и

найденныл'л

(аслменом

(0,22.

|0-в

олс.. сл|еро0),

но

удельное

электросопротивление

отличалось на

постоян_

ную

велич}|ну

и3-за вл|\яния

сопротр!вления

кон-

тактов.

о:ц+{!:р:ву3-'*

оп

Р[-|ц

г'|. 5. получвнив

циРкония

РАзложвнивм

иодидов

10з

стеклянн0м

со суде'

к к0т0рому

бьлло

припаяно

пл0ское

стеклян}{0е окно. ?емпература

нагрева-

теля

и3меряла

сь

оптическим

пир0метром. Ёаблю-

даемая

температура

прив0дилась

истинной

с.]]едующим

об

разсм.

3 куске

цирк0ниевого

прутка

пр0сверливали

Ряд

маленьки

углублений

под небольшим

углом

поверхн0сти

п0две||]ивали

его

эвакуирован_

}{0м

сосуде

с плоским смотр0вым 0кн0м. 3атем

этот

кусок

циркония

нагревали индукционнь!м

€

,,,',''[

в{ю

ц30

ц2в

ка''.

л с

н п ерап

ра,'

Ф и

г. 39. 3ависимость

т€мпературы

абсол;сгно

черного

тела от

кокущейся

температуры

для

циркон1{евого

кри-

сталлического

пруп(а.

,'ц'.

"'''5!)

!вр11ерат.оцра,'8

"''Ё::'.г.:"

,''

Фнг.

38.

методом

до

ра3личньгх

темперацр

прои3водили

измерение

температуры

на

поверхности кус|€

углублениях.

во

чремя

и!мерений

на пги

щча

зрения

ставилась

плоская

сте!о1янная

пластинка

т}кой же

толщинь!'

что

и смотровое

0кно'

чтобы

п0лучить

поправку

на поглощение

для

стекпа.

|1 олуненна

я кр|1вая'

пока3ывающа я

темп ературу

абсолютно

че'ного

тела

(истинная

температура)

зависим0сти

от

кажущейся

температуры

по-

верхн0сти'

показана

на

фиг.

39.

14зменение

константь1

на

единицу

длины

наг-

ревателя

зависимости

оттемпературь|'

исправ-

ленной на основании

графика

фиг.

39,

при-

ведено на

фиг.

40.

Ёа

фиг'

показан0'

как

дол-

жен меняться

диаметр

нагревателя

3ависимости

от

силы

тока

при

тех

)ке

д0пущениях'

к0торые

бьтли

сделань|

при

выводе

уравнений.

Аанные

табл.32,

в которой

приведены

значения

вычис-

леннь1х

истиннь|х

диаметров

прутк0в,

показы-

вают'

что

при

пользованип

этими

уравнени-

ями

ра3ница

не

превь!шает

неск0льких

про-

1{е}]тов.

(ривая

зависимости

напря)кения

от

силь|

то-

ка'

пр

0пуска

емого

для

п0ддер>кания

нагр

евателя

при

данг{ой

температуре

в опь|тах

фирмьт

<<Бестин_

гауз)'

приведена

на

фиг.

42.\арнэл

[37]

сконстру-

ировал_

прибор,

автоматически

регулирующий

напряжение

таким

образ0м,

что

температура

нагревателя

во

время 0пь1та

остается

постоян-

ной.

''(ю

...

0ро

',!

:|Ф

о,4по

10о

€ала

тпока,а

Ф и г. {[.

3ависимоётЁ

темпер'тур|!ой

константы

нагревателя к'

от температуры.

1ч,

(4л9а|с|7о71!з;

1{': к!|:51|!ь|[.

{

о-

3ависимость

91'т"'

диаметра

нагревателя

тока.

\$1\''

€

0,0!51

;

€

0,Ф!58;

0'0|66

;

€

1,Ф!72;

€

0,0180;

о'о|87..

т|

т'

т.

т6

7с

1500",

1450"

1400",

1350",

!300.,

1250:,

Ф:.л г.

41.

от силь|

\о4

,.!

м втА.]тлуРгия

циРцони

€равнение

предполагае}|ого

диаиетра

с истиннь|м

диаметром

лом

образ0ванием

иодида.

Рсли

для

ини|'!!|ипп-

вания

еакции

исп0ль3уется

циркониевьлй

на

г!Ё-

ватель,

то

и0д может

реагир0вать

с нагреват.Ёй

вь|зь|вать

перегора.ние

его

на

ранних

стадия{

9]*Р}1"1]:

€

другой

ст0ронь1'

/г!,'

1нтаст"б';;

тре0ует

индукционн0го

периода,

йо

его

нуян;

п0лучать

вне

сосуда'

где

происх0дит

отлойение

цирк0ния

[7].

-(роме

того,

он

требует

;;;;;

остор0жного

обращения,

таккак

Ёесьма

гигр0с_

копичен

легко

'разлагается

при

соприкоснове-

:у.:_1у:9ф:ц'

й.

отя

больц.пйнство

ъ'р;

;;:й

уд0

0ства

пр

едпочитает

применять

элементар

нь:й

|ц9!,у

экспериментальной

работе

фирмы

|вес-

тингау3)

пр0цесс

инициировали

добавйой

Аг\,.

Бведение

иода

ил|1

ио.{ида

аппарат

осло)кня-

ется

необх0дим0стью

откачки

при

вьпсокой

тем_

пературе,

чтобьг.освободить

стенки

аппарата

не0чищенную

губку

0т

всех

поглощеннь!х

газов.

ьлед0вательно'

добавку

14ода

нель3я

вводить

одновременно

загру3к6й

губки.

ььй

испрой;;

ряд

метод0в

введения

14ода

ил|414од|4да

аппарат.

Б больтшинстве

случаев

эти

вещества

помещаются

охла}кдаемую

боковую

трубку

пр0талкивают-

сяили

возгоняются

внутрь

по

окончании

откачки

аппарата.

]у1енее

>келат6льнь|м'

но

все

же име-

ющим

применение

мет0д0м'

яв7яется

3ап0лнение

охла)кденного

аппарата

гелием

или

аргоном

по-

:1:-9111,*и

и введение

иода

чере3

отверстие

при

^1ротивот0ке

инертнФ|Ф

Р?3?:

Аппарат

иодом

&|тем

долкен

бьпть

еще

ра3

эвакуирйан

*'й!]

ном

с0стоянии.

йетод

'Ф1Рмьл

<Бестингау5}

заключается

::Р-::9 у5.

2г\

в стек.,|янн

ую

!мпулу,

к0то

рую

3а -

111-'11ают

под

вакуум0м;

3атем

амйу

пйегци-

вают

аппарате

на

циркониевой

ил-и,йолибдено-

вой

провол0ке,

протянщой

от

'д"'''

ич

электро-

дов

до

специального

держателя,

прикрепленного

кры|шке

с0суда.

Аппарат

откачйвают

и пр0су-

шивают

установленной

на

место

ампулой.'||ри

''.'*121!.

1_'т"о

приго{овить

действием |1ода

|,а

цирко-

нии

вакууме

при

400_500".

Бго

мо}кно

так)ке

полу-

чить,

пропуская

пары

цода

над

7г(

прп

температурах

::у'':]ч]-?г1,_мойет

возгоняйся

ва!ууме

бе3

ра3ло-

)|(ени'1.

||ары

ег0

имеют

зеленовато-)келт!тл

цвет,

| в

твердом

состояни!!

цвет

7г|,

3ависит

от

степени

дисперс-

ности

колеблется

от

светлого

красно-коричневого

для

рнхлого

вещества

до

цвета

красного

де;!ева

для

плот-

ного.

2г|.

очень

гищоскоп+лнен

ле.{о

ра3лагается

во

вла)кном

во3дух^е.

Фн.легко

окисляется

при

высокой

1:м1!Ратуре

до

7гФ,

-и

\'.

0ри

растворений

в нистой'

не

содер)каще["|

во3духа

Ёоде_

оЁ

оора}уей

бесцветный

Р1_т,'р

7г6|"

и Ё{, л<оторый

о-устро

Б|1о,'.."'кф;;:

невь|м

вследствие

окисления

.[9,

43].

Ёиздцие

цод|1ды

';!

: 3:':.!11т1р;9' _с

воАой

йй"й."

водорода

[у^.'.

давление

пара

7г14

бь\ло

измерено

Ральфсом

и ойп.г6-

ром

[б9.|'

применяв!лими

оловянный

маноме}р

качестве

нульманометра.

Фни 11ашлу!,

что

давление

пара

т|л

отв1

чает

уравненгпло

!3р

(млот.ст_)

:9-5чь

2,05-

?емперату^ра

..'

,'".',1,,

,'1,

,'"".1:;;*

давлени'[

равна

431".

7аблслца

проволоки

?емпера-

тура ну1т|1'

ос

1250

!з00

1350

1,ю0

1450

1500

12оо

|450

!450

1450

сила тока

конце

отло )ке-

|',1я'

||редпола_

гаемый

диаметр,

,|,1

}1змеренный

средний

диаметр,

)'л

1ш0

1000

1о20

150

1250

2!о

&15

662

12ф

\24о

1230

368

18,8

!8,8

17,5

!8,0

!8,3

5,32

17,8

16,0

18,2

18,1

19,0

18,5

18,0

!8,0

19,0

б,0

18,0

1б,5

%,0

ю,о

%'Ф

8,5

мвтод

доБАвкой

иодА

или

твтРАиодидА

циРкония

(ак

указь|валось

ранее'

иод'

которь:й

служит

качестве

переносчика

процессе

ван

Аркеля,

мох(ет

вводиться

виде

элеме}1тарного

иода

или

тетраи0дида

циркония.

Фба

метода

имеют

свои

преимущестЁа

нед0статки.

Аюд

}до6ён

тем,

что

его

,|егко

пол)д!ить

чистом

видё

легко

оора-

щаться

с ним.

Фднак9

до

начала

отло)кен|1я

тье-

буется

некоторьй

индукци0нньпй

период,.в

"е!е-

ние

которого

иод

реагирует

с неонищённьпйметал-

напрюхенце'в

Фиг.

42'

3ависимость

ме)кду

напря)крнием

*т

сцлой

тока

при

различнь[х

темпфатурах

н'агревате

,].

---

Б'лина

нагревателя

161,2

см;

к'ь.

}{

211:а''

!{,

(4рт4.62|ь111з

1500"

р,!00,

'2ч,9;

|, :

145$.'

5.,.

9''1й:

'й

]пв,т;

т,

!*9::

к'

о]овб|

л?

!оэ,э;

,'.

|35о.

9''6?о''

|ф|п

]

7д

1396.'

к:

Ф,'Ф;

.,?

'ёо,з;

т,-725о.,

а,:б;5й;

?: Ёо'о.

{

гл. 5.

получвнив

циРкония

РАзло}квнивм

иодидов 105

этом

ампула

не

разру1шается'

так

как

давление

пара

2г14

0стается

ни}(е

атпм

до

температуРы

431".

(огда

требуется

начать

реакцию'

ампулу

разбивают

дн0

аппарата

путем

расплавления

электринеским

током

проволоки'

}{а

кот0рой

она

п0две!шена.

РвзультАть[

исслвдовАний

3а

исто:ючением

особо

оговоренных

случаев,

приведеннь|е

них(е экспериментальнь1е

даннь|е

п0лучены

на

ранее

описанных

установках

помощью

приемов' так)ке

описанных

выше

[29].

[ля

уменьшения

влиян\,1я качества '

исходного

материала

полу,|енные

от

|'орного

бюр:щупнь|е

[\арт|1у1губки

сортов А,

8 и

€

бьшхитщательн0

пе-

ремешаны

применялись

качестве}юходного

!ополнительного']материа.,1а

:во

-']всех:']!о*пытах-

}(роме

того,

губка

просеивалась

каждом

опь|те

уц

!]1я

составления'

1шихты

на. ФАЁ}

операцию

(36-_41

ка

губки)

бралось':опно

т.о

)|се

соотно_

}]

йен

ие'

разных,

по.

крупности

фратс{ий:

а,

ка}(дь|й

Ё,

опыт

расходок|лось.'ли|||ь

.о[коло'8у6 .|шихты,

что

}.коипенси!Фва.т|оёь,:д-об?Р.!!9.Ё':'Рв.9жето'матеРиала.

ф3аислолюч€ни9щтехо!]!{|!'$3.,$!

|вг{1л1сь

$:влнянпе-

двменения::взяшг$|:в'

дц!!е€ва

"}|0&!А4

*.в

кая<дом

лпыте

лсполфов}лбсь

.примерно

540 а

{тгт,.

начале

процесса|нафйатель

имел

диа_

*'ф

цц

*1.'

!д\4ну

1 3

'|!{

'{.

{

ше9с

отло)кения

нпр0дол|('!"пся

до

тех ||о!;

пока

пруток

не

достигал

$в

штаметре

18--25

мм.

3авпсимость

скорости

роста

от

теп1пературы

$пагревателя.

]|'величение

скорости отложения

$'.''

п0вь:тшением

температуры

нагревателя

отмечал0сь

&рядом

исслед0вателей, изщавших

иодидный

про-

ф.цесс

п0лучения

циркония'

титана и

другихметал-

[.лов.

(оличественнь!е

:|д}мерения

впервьпе бьтли

г.л0в.

к0личественнь!е

:|,к}мерения

впервь[е оь|ли

Ё;

пр0изведеньт

[[]апиро

[30_33].

||олренньте

ипт

результать|

приведень| на

фиг.43-45.

Ёа

фиг.

представлен

график

увеличения

веса одного

[/-образного

нагревателя в 3ависимости

от

вре-

1{агревателя' хотя и меньше'

чем

она

также

является

постоянной

диаметра

нагревателя.

0/1иночного,

но

и не

зависит

от

660

;

€оо

+о

Ф20

при

ра3личнь|х

температурах

нагревателя и

янной

температуре ваннь|.

.[ля

удобства

на

вместо

веса отлох(ена

электропр0вод-

поск0льку

она

пропорциональна

пл0щади

л0перечн0г0

сечения'

к0торое

в св0ю

очередь

р0порци0нально

весу. }!аиболее

не0}киданнь|м

льтатом

этого эксперимента являет1я

линей-

характер

увеличения

веса

со

временем.

'о

20 80

4о

5о

ы,

7о'

8релся,засы

Ф и г. 43.

3ависимость

роста

кристаллического

пруп(а

от времени

а|1парате

диаметром

305

лзц

одиночны}[

нагревателем

в виде |дпильки

длиной

\6\3

нлц.

[емпература

ванньп

285",

":Ё:у"н,"

нагрев!теля

указаны

на

12 16

4ц ц'

8рлся,';асьс

Фрлг. 44.

[4зменение веса

металла' отло)кив1шегося

на единице

длины

нагревателя, со временем.

.,1

в аппара!е

диаметром

3|5 м:тд с

нагревателем в виде |шпильки

длиной

|613 м*а

1 @

аппарате

диаметром

3Ф5

лд

нагревателем.

в виде

двойной

|цпильки

длиной

325о лл.

температура проволок|{

1250", температура

ванны 285".

|1остоянство

скорости отложения

во времени

независим0 0т

непрерь|вного

увеличения

поверх-

н0сти

ясно

показь|вает' по

крайней

мере

для

опь1т-

ной

установки

фирмьт

<Бестингауз)'

что скорость

ра3л0)кения

р1одида на нагревателе

не

определяет

общую

скорость

процесса. Б

противном случае

происходящее

в процессе

р0ста

увеличение

по-

верхности'

на

которой

протекает

разложение'

д0л)кн0

бьтло

бьп соответственно

увел!{чивать

ск0-

рость

отл0жения.

1аким

образом,

остаются

лишь

два

возмо)кнь:х

факто р

а' определяющие

скор 0сть

отло)кения:

скорость

двих{ения

газ0в

на_

7о

4о

днак0

это

снова

подтвердилось в опытах

фирмь:

'естингауз)).

Ёа

фиг.

это явление

п0казано

примере

скорости

роста

при

данной

темпера-

нагревателя

виде

двух

[шпилек'

укреплен-

одном

аппарате

таким образом,

чт0 их

образуют

угль|

квадрата

со

стороной

,а{'

располо)кенного

центре

с0суда. ско_

.?'

}

/'х

/'\

/')-

отло)кения

на

единиц}

длиньт

двойного

_\,1 втА.']луРгия

циРкония

'гревателю

от

него

и 2) скорость.взаим0действия

освобождающег0ся

и0да с

губкой.

(ак

будет

по-

казано

ниже'

вопр0с

о том' который изэтих

фак-

т0ров

действительн0сти

0пределяет

ск0рость

процесса,

решается

3ависимости

от

реакционной

способности

шихть|.

Фднако

имеются

даннь|е

для

нагревателя очень

малого

диаметра'

которь1е

как

бы противо-

речат

сказанному

вь||'ше.

,|!ёринг

и йольер

[42],

работая

с аппаратами

диаметрФм

-20

л!14,

-с

на'

}ревателем

диаметром

Ф,84 мм

начале

п0,75'мл

конце

процесса'

установили'

что

ш|я

0пределен-

ной

температурь[

нагревателя и

ванны

увеличе-

ние

радиуса

нагревателя

в единицу

времену! у!л!д,

другими

словами'

скорость

роста

на

щиницу

п6Берхности

есть

величина п0стоянная.

Раннэлс

||идх<ен

[43],

работая

нагревателем' имевшим

начальный

диаметр

0,128мм

конечный

9,632мл,

подтвердили

так}ке эту

3ависимость

д'1я

титана.

'Фднако

необходимо

иметь в виду'

что

конечный

диаметр

нагревателя в этих опытах

был

примерно

в 3

раза

мень[|1е'

чем

начальный

диаметр

в опы-

тах

фирмы

сБестингауз>.

8сли

предт|оложить

что

скороегь

реакции

иода

с губкой

равна

скорости

ра3лох(ения

цод'|да

на

нагревателе,

то

скорость

отложения

дол|(на

увеличиваться

пропорцио-

нально

увеличению

повер хн

стп

д11я

нагревателя

небольших

размеров.

Фднако

процессе

роста

наступает

такой моменц

когда

паРы

не могут

притекать

нагреЁателю

уходкть

от

нег0

до-

сфаточно

быстро,

[побр|

это

соотношение

продол-

)кало

с0храняться.'€

этого

момента

скорость от-

лохсенйя

булет

определяться

скоростью

дифрии

и стан0вится

постоянной

величиной.

йаловеро-

ятно, ош|ако,

нтобы скорость

отло)|(ения

продол-

)|(ала оставаться

постоянной,

к0гда

нагреватель

достигнет

больших

ра3меров,

так

как

скорость

диффрии

дол)кна

несколько

увеличиваться

по

}1ере

уменьшения расстояния

ме)кду

нагревателем

и шихтой. Ёельзя

так)ке о}}(идать'

чтобы число

столкновений,

приводящих

разло)|(ению'

все

время

умень|шал0сь

на

единицу

поверхности

по

мере

роста

этой

поверхности.

€ледует

полагать,

что в

действительности дол)кны

существ0вать

какие-то.

проме}кут0чнь|е

условия'

т'р!а

которь|х

ск0рость отло}кения-

должна

медленно

увеличи-

ваться по

мере

увеличения

диаметра

нагревателя.

3то и бьтло

найдено

в опь]тах

йоравитца

[42],

которь:й

наблюдал, что,

когда

диаметр

одиночной

нити' подвегшенной в

центре

аппарата'

достиг

20мм, скорость 0тло)кения

стала

очень

медленно

увеличиваться

при

дальнейтшем

увеличении

диа-

метра нагревателя.1о

}ке

самое

наблюдалось и

при

работе.

промь!!шленной

устан0вки

фирмы

<Бестингаузо

(фиг.

70). 3та

устан0вка

имела

две-

надцать вертикальнь|х нагревателей

(шесть

шпи-

лек,

соединеннь|х п0следовательно),

расп0л0)кен-

нь[х так' чт0 они сс)ставляли

цилиндрическую

по-

верхн0сть,

к0нцентрическую

по

отношению

окружающему

сл0ю губки.

Бообще

бь:ло

установлено'

что ск0рость 0тл0-

)кения

весьма

сильно зависит от

геометрическ0г0

распол0жения

нагревателей

по

отно|'шению

друг

другу

и к

губке.

Раннэлс и ||иркен

[43]

наблю-

дали,

что, к0гда

ни)княя часть

нагревателя

расп0-

ложена очень

близко

шихте

(около

сл),

отло-

)кение

пр0исходит очень

бь:стро на

участке

вблизи

губки,

но ск0рость

отло.}кения

умень!шается

по

мере

удален}|я

0т

цихты'

так что

образуется кони-

ческий

пррок.

Фни таюке

обнаружили'

что

при

.расстоянии

ницней

:9?€1}|

нагревателя от шихть1

до

10 сл1рост

становится

довольно

равномерным

по всей

длине

прутка.

}{з того, что

д'|ина

пути

дифФузии

ока3ывает

столь

существенное

влдяние:

}!3 €(9!Ф€1ь отлох(е-

ния, Раннэлс и ||иркен

сделали вывод' что

скорос'ть

диффрии

иода

шихте

является

фахсором

перво-

степенной важности и чт0

равновесное

давление

паров

иода

при 158Ф9',оченБ:м?4Ф и

устанавли-

вается очень бысщо.,

||одтверя<дение эт0го

.по-

следнего

вь|вода,

былло

'полрено

некот0рых

ранних

опытах [1}апиро, когда'.2г|'

подвергался

ра3ложению

на нагревателе в аппаратс;

не содер-

)|(авшем

губкц

что

бы'|о сделано с

цель|о

попн-

таться определип'-

(ФяЁ[а!г$:рав}|овесия:!€?[({[}|;

[1|апиро. Ё?!!|€31; что

.нагреватели,

близко

рас-

п оло)кен нце

друп*

о}.

др

уга*:;дак'п:

вва шцный

эцра-

. чирующий

эффегсг;

тго.м(лжет,в.т!иять

1{а

суммар-

ную ск0рость

роста"

которая

ока3ыв:|ется

значи-

иодида

на внутенней"ч}ст:* пРРю, мо>*(ет

пере-

мещаться как по

]направленик}'.к'другому

пруш(у'

так и

пр0тивополоя(н0м

направлении'

что

со-

здает

некот0рое

повышение

концентрацц14

пода

ме)кду

прутками

и менее благоприятные

условия

для

отл0)кения

по сравнению с

равновесными.

|1о-видимому'

это 14

явилось

привиной

расхо-

)кдения

результатов'

полученнь:х

11]апиро

1!1о-

равитцем.

первом

случае

у}{еньшение

ско-

рости'

вь]званное

влиянием

одного колена

нагре-

вателя

на

другое'

могло

компенсироваться

увели-

чени ем

ск0

0сти

р0ста'

вь|зь|ваемь|м

увеличением

поверхн0сти

нагревателя' в то время как

во вто-

ром

случае

применялся

одиночнь|й

нагреватель,

подвешеннь:й

центре

аппарата' и

поэтому

эффекг

экранир0вания

не мог

иметь места.

Ёа

первьлй взгляд ках(ется страннь1м'

что

на-

греватель

в виде

двойной

шпильки

(фиг.44)

ла>ке

вначале

растет

мед'|еннее' чем один0чнь:й

нагре-

вате.,[ь' при одинак0вь[х

температурах

нагрева-

г.л1.

получвнив

циРкония

РАзло}квнивм иодидов

107

теля

ва!{нь!'

несмотря на то' что

0бщая

п0верх-

1{ость

0тл0жения

на

ранних

стадиях

роста

с0ста-

вляет

менее

п0л0винь| поверхн0сти 0тложения

ъ\а

поздних

стадиях

для

одиночн0го

нагревателя.

3то

явление

следует

так}ке приписать экрани-

рующему

действию

нагревателей

друг

}{а

друга'

|:ёобенно

если

учесть'

что

двойном

нагревателе

его

колена

при]1{ерно

на

|2,7 мм

блих<е

друг

АР9г},

чем

в одиночном

нагревателе. 8 этом

слу-

чае

иФА,

освобох<дающийся

при

ра3ло)|(ении'

диффундирует

п0д мень|шим

угл0м,

пре}кде

чем

п0падает

в пространство

ме}[(ду

нагревателями'

где

]|1ожет

создаться

градиент

давления'

пони-

жающий

ск0рость

дальнейшего

ра3ложения

14о^и-

да.3то

обусловливает

не

только

общее

снижение

ск0рости

рц'та

на_единицу

длины

нагревателя'

но

постоянство

этой

скорости

(последнее слунайно)

сл

едствие

комп

енсац\4!!

:&,ё'увеличен

ия' ожида

е_

мого

за

счет

роста

поверхности

отложентця.3ти

.предполо)кения

основываются

на то}1

фа;се,

ч.о

о}лохсение

на

нару)!(ных.чаетях

прутков

двой_

ном

нагревателе

да>ке'более

ярко.выражено'.

чеш

0диночном

нагрев31&[ё:8.,8|{де.|шпильки;

следует

отметить,;{по'

|{есмотря на

б9дее

нд-

кую

скорость

роста

я6'ё[йпиц}

лл:гтны"(фпт;'44),

[

двойной

нагреватель*.дает

"боль!ше

циркония

единицу_времени'

ч9м

9ццнонный

(фиг,45),

3кранирующее

влий'ййе

одного

колена

наще_

!':

вателя

на

АР}гое,

было';обнарух(ен0.

ц]на'

про_

мышленном

аппарате'диамещом

'6.10

лл

фирмы

}.'

<БестингауФ. в]этом

случае

полг{ается

еще'мень-

'ший

угол,

яерез

кото!ый

мойет

перемещаться

освобождающийся

при

ра3л0жении

ио!.'

пре}1це

чем

0н

попадет.в

пространство ме}кду

нагрева-

телями.

результате

этого

скорость

отло)кения

ъ.

[10.!1$?01ся

да)*(е

]'{ень11]е'

чец в опытнрм

аппарате

дфмя

0-образными

нагревателями.

|!утем

в-ве-

,, д.ения

к0нцентриче6кого

слоя охла}кдаемой

губки

:- внутрь

цилиндра,

образованного

нагревателями'

м0жн0

увеличить

ск0р0сть

роста

на еди!{ицу

длины

нагревателя

до

такой степени'

ито она

бу-

дет да}ке

больш.пе,

чем в

0пь1тн0м

аппаРате

с оди-

'щ

3,6

а2

2.8

ц4

2р

ц8

;

о.

.о

()

смесь |Фупннх

|2 16

20 24

36 40

!'4

4в

8релап,

нась;

г.

45. 14зменение о6щего веса отлагающегося

металла со

вреп{енеп{.

ночным

нагревателем в виде

шпильки

(см.

фиг.

44 и 78). 3}о

усовершенствоЁание

ни)ке]

ра3би_

рается

более подробно.

Бсли

на

0снове

даннь[х''

приведенных'на'фиг,

43,

построить 3ависимость

между

скоростью

р0стз

температурой

нагревателя

при

пост0янн0й

температур

е ваннь|' т0

мо}кно

видеть]

(фиг.'46),'вто

скорость

отло}(ения

ре3ко

возрастает

при

увели-

чении

температурьп

до

1300"'

3атем

все более

за-

медляется

и при

температуре

1450'

стан0вится

п0чти

постоянной.

Резкое

возрастание'

несом-

ненно' вь|звано

увеличением

равновесного

да-

в.,1ения

иода

при п0вь|шении

температуры

нагре-

вателя'

что

увеличивает

скорость

лиффузии

иода

губке.

Фднако

нельзя ожидать'

что

скорость

0тло)кения

булет не0граниченно

увёличиваться

повь[шением

температурь|

нагревателя'

по_

скольку'

как

следует из

фиг.

47,

степень

изме-

нения

константь|

равновесия

(а

следовательно,

степень

увеличения

равновесного

давления

|4ода

около

нагревателя)

уменьшается

по мере

повьр

шения

температурь|

нагревателя.

Более

того,

иод'

вь|деляющийся

на нагревателе'

начинает

**Б-апп-арате

диаметром

3о5 лм с нагревателем

в виде

[шшпильки

''|!!нои

|613

лсй1'

аппарате

диамет$ом

3о5'

мм с

нагревателем

}.!пде

двойной

йпйльк"

дл'иной'3258

йла. температура проволокн

1250",

температура ванны 285

{

108

мвтдллургия

циркония

.-!

все

больше

задер)кивать

диффузию

иодида к

]\,|'ал0вер0ятен

для цирк0ния'

поскольку.,"'."'*{

нагревателю'

0с0бенн0 п0т0му'

что

давление

па-

ег0

паров

при

рассматриваемь|х

температ}рах

}

ров

и0дида остается

пост0янны1\1 при пост0ян-

ирезвыиайно

мало

[45].

)(отя

в случае

тйта!:1

ной температуре ваннь|. 3ти

факторьт,

несом- мо}(н0

д0пустить'

что

испарение

является

одниц

ненно'

влияют

на сни)кение

скорости

р0ста

при

из

факторов'

вь|3ь|вающих

снш|(ение

общей

ск0_

;

р0сти роста,

в случае

циркония

главную

роль

г--т_-]

играют' п0-видимому,

факторьп'

указанные

выше.

.(ёринг

и А:1ольер

[А2]

своей

работе

по

отл0_

)1(ению

цирк0ния

установили,

что скор0сть

роста

пр0д0лжает

резко

в0врастать

увеличением

тем_

пературь| нагревателя.

3то

пока3ано

на

фиг.

49.

8днако следует

иметь

в виду'

нто

,(ёринг

йольер

не

только

работали

очень

маленьким

нагревателем'

но так}ке,

0тличие

от

остальнь|х

исследователей,

располагали

нагреватели

на

рас-

стоянип

блих<е |

см от губки.

1аким

образом,

влияния и3менения

условиях

дифузии

не пр0_

2о0

400 600

в00 !0(ю

'200

'ц]0

!600

чите'ьной

величинь|'

так

как

роль

диффуз\114

7елаператпура'"6

определении

ск0рости

отло}кения

условиях

Фиг.

47.

3авл:симость

константы

равновесия

от

тсм-

о,"'"о"

Асрин|а'й

йо'ьера

оьтла

зна:йтельно

пературь|'

меньше'

чем в опь|тах

[1_[апиро

или Раннэлса

температурах

нагревателя

вь||ше 1300". йзмере-

''ж:#,

б',.',р'ятнь|м

следствие}1

увеличе_

ния

лр|1температурах

вь1|ше 145о"

не

производи-

ния

скорости

роста

прутка

с темперафрой на-

лись,

так

как 5тр

тёмпература близка

ктемпера-

гревателя

явлЁется

тоЁфакг,

,''

,р'ф'|й

сохра-

няют

д0вольно

равномернуютолщину

в процессе

-100\

являл0сь'

пока

это изменение

не

достигало

3на-

$,'!_ {/

--|

уменьшения

сопр0тивления.

€оответстве!*но сни-

* ! 7! ]

)кается

и скорость

р0ста

до

тех пор'

п0ка более

х !

тонкая

часть

прутка

нч

сравняется

с более тол-

о!-

]*^,1'-"г.,,-^л л6пао^*"

"г

стой.1аким

образом, процесс

является

саморегу-

Ё !

.а/

,"рующимся.

3то проявляется

особенй

ффек-

т'Ёй' в температурн0м

интервале

ме}(ду :0с}о и

1350".

Фднако

при

температурах

вь|ше

1350"

ско-

//'='8"-"

"'/

рость

р0ста

делается

менее чувствительной

из-

п00

12(х)

1зф

1в!)о

'5оо

менениям температурь|

нагревателя'

на

11(ю

12ш)

13(ю

1воо

!5оо

менениям тем||ературь|

нагревателя'

на

пргке

[епоперагпура

наереоаттеля,"0

могут

п0являться

вь|ступь|.

3тим

мо>кет объяс-

Фиг.

48. Р,лиянпе

температурь! !{агревателя

на с|(о-

нятьсяразлинньлйвнешнийвидпрутков'

выра_щ9н-

рос'

отлойе'{уцА'Бта"А\[зз.

нь|х

при

температурах

ни}(е

и вь1ше 1350"

/|авление

пара т!]| 6

.!'''

рт.

ст.

(фиг.

50). |1рутки, вь|ращеннь|е

при температурах

ни}ке

1350",

обь:чно имеют

хоро!по

сформирован-

туре

образован!|я

легкоплавкой эвтектик1{

цир-

нь|е'

крупнь|е'

ровнь|е

гексаг0нальнь|е

трани,

к0ния

и молибдена

и бьлло

технически

невозмо}к-

в то

время

как

прутки'

вь|ращеннь|е при те'!1-

но

превь|ситьэту

температуру,

применяя молиб-

пературах вь|1ше 1350",

покрь|ть!

вь|ступами.

деновь|е

наконечники.

3то

явление

усиливается'

если общая

ско-

Раннэлс

и ||идя<ен

[43]

в своей

работе

п0 т!|-

рость

р0ста

вь|с0ка. |!рутки,

вь|ращенные

при

тану

п0лучили

общем

ту

)ке

форму

кривой

температуре 1350",

являются

комбинацттей

обо-

(фиг.

43),

что

[-[!апиро.

Фднако они

припись|-

их тип0в.

Бследс!вие

малой

чувствительн0сти

вают

сних{ение

скорости отло)+(е|{ия

увеличе-

скорости

р0ста

температуре

нагревателя 3а

нию

ск0р0сти

испарен\4я титана

с нагревателя.

пределами

1350'

следует

3аключить, что этот

1акой

мехаг{изм

сни}ке}|ия

скор0сти 0тло}кения

и}]тервал

те1'1ператур

является

неблагоприятнь|м

гл. 5.

г!о.']учв|-{и!]

циРкония

РАз.по}квнивм

иодидов

10!

]\ля

начала

отлоя(е|{ия,

п0скольку

веРоят[{ость

перегорат1ия_в

то-чке

пыдвеса

весьма

велика.

Б особегт-

н0сти

это

справедливо

для

/\1|'|0-

г0стер}кневь]х

нагревателей,

подоб-

нь|х

прип1еняемь|м

про{\1ь]шлен-

н0м

аппарате

диаметром

610

мм

Фирму

<Бестингаузп.

Б этом

случае

моли0деновьле

провол0ки

диамет-

ропт

0,76

мм

ло!]\ерживают

нагре-

ватель

3а

верхние

угль1

шпилек.

||ри

вь|соких

-температурах

ск0-

р0сть роста

в0лизи

мест

подвеса

!зесьма

велика. Фднако

р0ст

в са-

мих

т0чках

подвеса идет

медлен-

н0

или

в0все

не идет за

счет

от-

в0да

тепла

из этих

т0чек через

молибдеттовьте

пров0локи.

(огда

температура

в т0чках

подвеса

д0с-

тигнет'

а 3атем

превь1сит

темпе-

ратуру

остальной

части

нагрева-

теля'

ск0р0сть

0тложе1{ия

этих

т0чках

не становится

с0ответственно

б0льше,

чем

на остальной

части

Р1зменение

скорости отложения

3ависимости

(уг

типа

1шихть|.

]/>ке

давно

бьтло замечен0'

что

характер

!шихть|

влияет

на ск0р0сть отл0}кения.

Ёапример,

де

Бур и

Фаст

[9]

нагшли, что

цирко-

ний

в виде

крупно3ернистого

п0р011]ка' подучен-

ньлй восстан0влением

тетрафторида

цирк0ния

на-

трием

в бомбе,

прев0сходитпо качеству

материал'

получаемь|й

другими

методами.

Более

п0здние исслед0ва1{ия

[11апиро

[31]

по-

казали'

чт0 степень !,1змельчения

шихть|

может

иметь

большое

влияние

на ск0р0сть

отложения.

Фиг. 51

п0ка3ь|вает зависим0сть

ск0р0сти 0тло-

}!(ения

от

типа шихть|

и ее обработки.

Ёа графике

видн0'

что ск0рость

0тл0х{ения

увеличивается

увеличением

уАельной

п0верхн0сти

шихты. Фдна-

к0'

по-видимому'

существует как0е-то

0пти}1аль-

н0е значение

степени

измельчения

или

плот}{0сти

губки,

п0ск0льку опь[ть|

на

устан0вке

фирмьл

<3естингауз)

с очень

т0нко измельченной

губкой

дали

плохие

результатьт.

Ёаилучшие

результать1

обьлчно

п0лучаются

с губкой

типа А

пр0и3водства

[орного

бюро крупностью

3-19 мм.

йз

рассмотреь|ия

фиг.

51 можн0

заключить'

что

случае

3агрузки

в аппарат

вместо

губки

наре-

заннь|х

куск0в

кристаллическ0г0

прутка

началь-

ная скорость

роста

б0льше,

чем к0нечная'

как

при

травлении

прутка'

так

без

травления.

)(отя

при-

чиг|ь[

эт0го

не вп0лне

ясньт'

можно

предполагать'

что

здесь

оказь|вает

влияние

пр0грессирующее

п0-

кгь!тие

п0верхн0сти шихть1

иод|^4да}{5и

по

мере

от-

л0л{ения.

слуиае губкг: эт0 явле|{ие

|]е

должно

и;\.1еть

особого

значения,

так как

ее

повегхность

на несколько

п0рядк0в б0льше,

чем

п0вегх}'|0сть

наре3аннь!х

кусков

кристаллическ0г0

прутка.

нагревателя.

€ледовательно,

т0нкие

места

не

<валечиваютсял.

3то

еще

более

усугубляется

труд_

н0стью

поддер}ка}{ия

надле)|(ащей

скорости

диф-

фузии

в трещинах'

к0торь|е

образуются

пр0_

цессе

отл0жен\4я.

конце

к0нц0в

нагреватель

неизбех<но

расплавляется

точке

под3еса.

-3то

явление

не0днократно

наблюдалось

при

работе

лт пе

ра

тпу

ра

на

ере ватпе ля,

г.

49.

3ависимость

скорости

роста

от

температуры

нагревателя

и температурьл

твердой

фазьт

|42].

пр0мь|шленнь|х

устан0вок.

.[ля

д0стижения

луч-

ших

ре3ультатов

необходимо

раб0тать

при тем-

пературе

нагревателя'

с0ответствуюцей

кру-

т0й

части

крйвой

ск0р0сть 0тл0жег|ия

тем-

пература,

,тБ

д'.т

в0зм0жн0сть

п0лучить

в точ-

ках

п0двеса

т0т

}ке

диап{етр'

что и

на

остальном

||рутке,

рань11]е'

чем

эти

точки

д0стигнут

тем-

:|€!01}!ь1

вь|ше 1400..

860

э40

о_

\20

<]ч'

110

мвтАллуРгия циРкония

{

ц.

€

Ф.

устан0влен0'

что скор0сть

реакции'

п0

крайнец

мере

на внутренней

п0верхн0сти

сл0я

губки,

0Ё

ащенн0го

нагр

евателю' весьма вь1с0ка. ||оэтому:

менее вер0ятн0,

что ск0р0сть

реакции

на поверх_

н0сти

губки определяет

ск0р0сть отло)кения

обь|чнь|х

случаях.

3то

бь:ло подтвер)кдено

дву]'1я

опь1тами'

поставленнь|ми

для

опр еделения влияния

распол0)кения

куск0в

!шихть| отн0сительно

прут_

ка

на

скор0сть

роста

кристаллическ0го

прутка.

Б этих

опь|тах

шихту

из губчатого

циркония

п0мещался

неболь1шой

кусок

титана в

качестве

индикатора'

причем п0казателем

его

расхода

служила

потеря в

весе. 8

первом

опь|те

титан

располагался

вплотную

стенке аппарата

в одн0й

плоск0сти

с нагревателем'

во втор0м

вплот_

ную

экрану.

первом

случае п0теря в весе ти_

тана

с0ставила

только

ме

3а 44 часа. Анализ

8рлол.оа

Ф и

г.

51.

3ависимоиъ

роста

криста-'|л]{ческого

пруп{а

от времени

в апп1рате

диам€тром

305

л.дс с

нагр.евателем

в йде

шпильки

длиной

|6\3'л:ос

при

раз'|ичвой_

пцихте.

температура

проволоки

1450"' температура

ванны.?89:'..д":

них<нйе й$ивые

полунены

при загр)вке

-?!'лар^т

|2!ч-"а-_н]!ре'

занных к6исталлических

пр]пков

сорта

|||,

веРхняя

щ)ивая

Б;ъыййъ

4о,86

ха губй_;

_'губка_|орного

б-цРо;--2^_

йБй"'й!!'йёк"#

пру:юк,'глу66ко

трайеннй

Р_

смеси

нг_ншо.

;

}!етравленып

кристаллическип

пр)пок.

||оскольку

усл0вия'

которых

проводились

вь||ше0писанные

опь]ть!,

были

одинак0вы'

3а ис-

ключением

различия

в шихте'

0чевидно,

что

взаим0действие

шихты

с иодом

мол(ет

определять

ск0рость

отло)кения.

Фднако

в случае

губки

бь:ло

прутка

п0ка3ал'

что с0дерх(ание

титана в нем.]

лишь

немного выше

обычного и почти не

зависит

от

расположения

анал1\3|1руемой

части

п!}тка;

]

слунае )ке

расположения

титана вблизи-экрана

]

потеря

в весе

состав14!\.а 4

илу1 в

раз

больтт'е,

че]}1

перв0м

опыте. Анализ

прутка показал,рез-

кие

к0лебания

с0держании

титана в зависи-

]

|'{ости

от

положен}1я

а\,ал'13'\руед{0й

части

прутка

]

относительно куска

титана

(фиг.

52).

)(отя внутренняя

поверхность;

-',.,,€.]199: губки,11обращенная

нагре-

]

вателю,

флее

нагрета и б0лее'дос-

.$!|!|а.''д'!я:,Ё-о3действпя

:.и0А?;":ч€м

.,,о.с!ад_ьца8!]-часть',

Ф){{|{,[,&!10€5;,.'9{Ф

гораздо

б6ль:шая

часть

иода'

пос-

тупарщего

.от

нагревателя,

буд9т

-:,.

-{'.9.9те'п"е'!ч!=о;

Р*а

гир

овать,

о .' в!

ем

:::опьфд.}+_дубх1д;

ерди,

скоро9ть

реак-

.циди.9.А4'9"губ*ой

ев Ф|

ика.

9[тм

,'.' ,ц;цраё,:столь]

большая

,!?3ни|$

.' потере:

веса-этих]двух

кусков

т|4-

.таьа

былб, бы маловероятной.

при

этих

опыга:( было

прйнято,

чт0

з:!-

' "

Б}|(}|!!1Фсть

реакционйой

способности

титана и

циркония

0т их

располо-

)кения

в слое губки

примерно

од}|а

и та х(е. 3то

предполо)кение

ока-

8еРх

пРу'пка

нц3

пругпка

залось

правильнь|м. Раннэлс

уа |!пА-

жен

[43]

так}ке обнаружили'

что

скороъть

в3аимодействия

губки

и0дом

столь велика'

чт0

0на

не

м0)кет

слу)кить

фактором,

опре-

деляющим

скорость

пр0цесса.

14з.. описанньпх

вь||'ше

экспери-

мент0в

можно

сделать

два

вьтвода:

1. Бьтявлень|

зависимость

коли-

чества

переносимьлх

примесей

от

расположения

их

сл0е

губки

характер

распределения

примесеи'

кот0рого

мо}кно 0жидать

полу-

чаем0м

прутке.

и г. 52. Распределение

титана в кристаллическом

прутке

циркония

для

аппарата

диаметром

305

мм

с нагревателем

в виде

шпильки

длу!\1оу1

16|3

лцл.

температура

проволокн

1450,,

температура

ванны

200".

средний конечный

диаметр

пругк|

о|п'" 2!^ м!,1

(!|Б,

!'5,5). 3ф6ёйивное

время

роста

часа'

х_

распреде_

ление

титана

колене

нагрев6теля,

!асполо>кенггом

бли>ке к

источнику

рас-

пределениетитанавуАаленном

от

источникаколене;

-оодер}каниет1(уо,

вобыч-

ном

кристаллическо}1 прутке

(верх

пругка);

нъв

прутка;

расположение

куска

титава относительно

пр)дка.

в.

сос

цоц

[

ооа

гл.

5' по-цучвнив

циРкония

РА3ло)квнивм

иодидов

||!

Резкие

колебания в

распределе\1ии

тита}{а

прутке

(см.

фиг.

52),

являющиеся

следствием

Распол0жения

титана

вплотную

экрану'

п0ка_

3ь[вают,

чт0

к0нвекция

в аппарате

играет

лишь

незначительную

р0ль.

Рсли

бь:

конвекция имела

место,

титан

распределился

бьт

п0

прутку

гора3до

более

равн0]!1ерн0.

Асхо'я.

и3

предп0ло>кения

об

отсутствииваппа_

рате

к0нвекции,

мо)кно

0пределить

верхний пре-

Аё\,

к0т0р0го

д0стигает

давление

в аппарате.

Бь:ло

найдено

[46],

что

конвекци\4не

происходит'

если

произведение

числа

|1рандтля

ср|к и числа

|'расхофа

(у,9"

0А|

р,)|р,мень1ше

1000. Р|а

этом

0сн0вании

бь:ло

установлено'

что максимальное

давление

в аппарате

составляет

примерно

0,7 лсм

рт.

ст. 8

приведенных

выше

формулах

приняты

следующие

о0означения

0_диаметр,

отвепающий

пути

конвекции

(от

нагревателя

до

экрана), \2,7

сл;

коффициент теплопроводности'

равный

13,5

10-5 кал|сл

сек'- еро0

;

0-пл0тность'

равная

гпр|Р7 (гле

и_моле-

цлярный

вес'

-давленй€,

&--:,|33овая'

по-

стоянная'

абсолютная

темперацра)

;

Р-

вязкость,

равна'|

135,,!'

\о_6 пуа3;

с-

удельная

теплоемкость'

равн|м|

7,54

кал/:оаоль

ара0

;

ускорение

силы

тя)кести

;

коффициент теплового

расширения

;

Ат

температрн.ый

граАи9чт

между губкой

и проволокой,

9ю

"к.

Блияние

инертного

га3а на

скорость

роста.

,{ля

того

чтобьп

более точно

устан0вить'

какие

факгорь-:

определяют

скорость

иодидного

про-

цесса,

бьтл

поставлен

ряд

опытов с

целью

вы_

яснения

роли

диффу3\4!4.8

трех

отдельных

опы_

тах,

пр0веденных

остальном

при

один4ковь|х

усл0виях'

аппарат

добавлялись

все

увеличи-

ваемь|е

количества

аргона после

начальн0го

пери0да'

во время

которого

устанавливалась

нор_

мал_ьная

скор0сть

роста.

Результать:

показань|

,.1'

ф"..

53.

Ёачальнь|е

скор0сти во

всех слу(аях

на

фиг.

53.

Ёачальнь|е

скор0сти во

всех слу(аях

п0чти

0динак0вь|'

но

0ни п0степенно

снижаются

ме:*яющийся

лри

добавл<е

инерт}{ого

газа.

1акилт

образ-ом,

мо)кно

сделать

вь|вод'

что

условиях'

преобладающих

в больш_тих

аппаратах'

скорость

диффузии

является

факторопп,

0пределяющип1

ск0рость

р0ста.

;

€',

Ё.

+о

$,,

,ц

,'|

ч!

2о

ыб-.__ю-7ц

€короспь

росгпа

6ез

оое0ецця

ео3а,.ь

[]Ри

добав{9ниу

у8еличеннь|х

к0личеств инерт_

н0го

газа.

Ёеобходим0

заметить,

что в

этих опьг

тах

ск0-р0сть

роста

как

добавкой

инертн0г0

газа'

. ]1к

без

нее

является постоянной,

йесмотря

на

}:'все

увелинивающийся

диаметр

нагревателя.

сле-

:''А0вательн0'

пр0цесс

разло>кения

иоАида на

на-

:"_.'г!€^Б?1€.|1€

не

м0)кет

являться

фагсором,

0преде-

*''щ"*

ск0рость

роста.

||ода.!а

губки также

не

ялась

скольк0-нибуль

заметной

степени.

:и

пренебречь

небольш_тим

увеличением

тепло-

Б0дности

газовой

смеси'

являющимся

след-

п0вь1шения

давления'

то

ока}|(ется'

что

Аиффузии

единственнь:й

фактор,

из_

и г. 54. 8лияние

добавки

инертного

га3а [|а скорость

роста

для

аппарата

диаметром

395'лслц.с

нагревателем:в

виде |ппи'|ьки

длиной

1613

лцлс.

?емпература

проволокн

|450., темп€ратура

ванны

28Ф".

[{а

фиг.

54 представлена

кривая

зависим0сти

скорости

отло)кения

от

давления

инертного газа.

||ри

обсуждении

работь:

.(ёринга

1т 1!1ольера

[421

йоравитц

ука3ал,

что

он

так}ке наблюдал

снижение скорости

отл0}|(ения

при

увеличении

давления

аргона.

.(ругая

попьпка

изучения

кинетики

иодидного

процесса

бьлла сделана

)(олденом

(опелмен0м

[24,251'

к0торь|е

определяли'

какая

часть м0ле_

кул7г!,будет

ра3лагаться

давать цирконий

при

ст0лкновении с

экраном'

п0ддер)киваемь|м при

заданной температуре.

Фбщее

давление

п0ддер_

}(ивалось

ни)|(е

!Ф-в

лцм

рт.

ст. |!оскольку

Али_

на

свободного

пробега

в этих

усл0виях

ограни_