» » Зонная плавка
24.04.2015

В последнее время способ так называемой зонной плавки позволил получить ряд металлов очень высокой чистоты- Этот способ основан на том, что растворимость примесей в твердом металле обычно ниже, чем в расплавленном Поэтому при кристаллизации металла примеси в большей степени концентрируются в расплавленном металле. Если по длине образца металла перемещать расплавленную зону, то примеси будут оттесняться в расплавленный металл, т. е к концу образца
Рафинирование алюминия способом зонной плавки в принципе осуществляется следующим образом. В лодочку из специального очищенного графита помещают алюминиевый образец (пруток) длиной 30—35 см и диаметром 15—20 мм. В свою очередь лодочка с алюминиевым образцом помещается в кварцевую трубку, внутри которой создается вакуум (остаточное давление 10в-4 мм рт. ст.). Все устанавливается в индуктор печи, который медленно передвигают по длине кварцевой трубки В результате этого создается зона расплавленного алюминия, которая вместе с индуктором перемещается вдоль образца. Протяженность расплавленной зоны 10—15 мм. Скорость ее перемещения 1 мм/мин. Передвижение расплавленной зоны по длине образца (так называемый «прогон») повторяют до 15 раз. Только в этом случае достигается заметная очистка алюминия от примесей. При длине образца 30 см средняя часть его, примерно 20—22 см, имеет чистоту выше чистоты исходного алюминия. Так, например, если исходный алюминий содержит в качестве примеси 0,02% Mg, то после рафинирования способом зонной плавки содержание его в полученном металле становится равным 0,0004%.
Для предупреждения внесения примесей в рафинированный алюминий лодочки, в которых находится образец, изготовляют из спектрально чистого графита, промывают их серной кислотой я прокаливают в вакууме при 1100—1200°.
Рафинированием способом зонной плавки может быть получен алюминий чистотой около 99,9999%, причем чистота рафинированного алюминия находится в зависимости от чистоты исходного металла. Для осуществления этого процесса разрабатывается более производительная аппаратура.