Va yarimotkazgichli asboblar texnologiyasi

IKKINCHI  Q ISM
YARIMO‘TKAZGICH  MODDALAR  OLISH  TEXNOLOGIYASI
Kirish
Elektron  texnikasining  hozirgi  zam on  jam iyat  hayotida  tobora  keng 
va  salmoqli  o ‘rin  olib  borayotgani  ko‘pchilikka  m a’lum.  Qattiq  va  suyuq 
yarim olkazgichlar  va 
dielektriklar 
asosida 
tayyorlangan 
asboblar, 
qurilmalar,  integral  sxemalar  avtom atikada,  telem exanikada,  radio- 
elektronikada, 
hisoblash 
va 
boshqaruv 
texnikasida, 
m editsinada, 
transportda,  energetikada,  Quyosh  energiyasini  elektr  energiyaga  va 
boshqa  energiya  turlariga  aylantirishda  va  jam iyat  xo‘jaligining  boshqa 
ko‘p  sohalarida  samarali  xizmat  qilmoqda.
Elektron  texnikasining  yanada  rivojlanib  borishi  uchun  elektron 
sanoatini  yuqori  sifatli  m ateriallar  bilan  ta ’minlaydigan  kelajagi  bor, 
arzon,  ekologik  toza,  chiqindisiz  texnologik  jarayonlarni  joriy  qilish 
zaruriy  shartdir.
3-BOB.  ELEKTRON  TEXNIKASI  MODDALARI 
TEXNOLOGIYASI  ASOSIY JARAYONLARINING 
UM UM IY TAYSIFI
3.1.  Texnologik jarayon.  Asosiy tushunchalar
Texnologik 
jarayon 
tarkibiga 
xom ashyodan 
o lkazgich, 
yarim olkazgich,  dielektrik  va  magnetik  m oddalar  hosil  qilinadigan 
usullar va jarayonlar  kiradi.
Xomashyoni  qayta  ishlash  (ishlab  chiqarish)  usuli  ketm a-ketligi 
tavsifini  texnologik  sxema  deyiladi.
Elektron  texnika  materiallarini  bir  qator  oddiy  fizik,  fizik-kimyoviy 
va  kimyoviy jarayonlar  (amallar)  yordamida  hosil  qilinadi:
1)  xomashyoni  tayyorlash  va  reaksiyaga  kirishuvchi 
(reagent) 
tarkiblovchilarni  reaksiya  zonasiga  keltirish;
2)  kimyoviy  reaksiyalar;
3)  reaksiya 
zonasidan 
m ahsulotlarni 
olib 
ketish 
va 
kerakli 
mahsulotni  ajratib  olish.
1-bosqichda  fizik  jarayonlar  yuz  beradi,  2-bosqichda  m oddaning 
faqat  fizik  xossalarini  emas,  balki  uning  tub  holatini  va  kimyoviy 
tarkibini  o ‘zgartiruvchi  jarayonlar  sodir  b o ia d i,  3-bosqichda  kimyoviy
31

o ‘zgarishlar  yo‘q,  bunda  asosiy  m ahsulot,  yo‘lakay  m ahsulotlar  va  qoldiq 
reagentlar  (ular  yana  takroriy jarayon  boshlanishiga  qaytarilishi  m um kin) 
ajratiladi.
Texnologik  jarayonni  tashkillash  va  optim allash  uchun  texnologik 
rejim  (m arom )  katta  ahamiyatlidir.
Texnologik  rejim  deb,  jarayon  sur’atiga,  m ahsulotning  m iqdori  va 
sifatiga  ta ’sir  ko‘rsatadigan  asosiy  om illar  (param etrlar)  to ‘plamiga 
(majmuiga)  aytiladi.  K o‘p  holda  elektron  texnika  m ateriallarini  olish 
jarayonlarida 
asosiy  param etrlar 
tem peratura, 
bosim, 
reagentlarni 
keltirish  va  ko‘chirish  usuli  va  boshqalar  b o ‘ladi.
Texnologik  jarayonlarni  uning  vaqt  o lish i  bilan  kechishi  bo'yicha 
davriy,  uzluksiz  va  qo ‘shm a  (kom binatsion) jarayonlarga  b o ‘linadi.
Davriy  jarayonda  uning  ham m a  bosqichlarining  kechim i  bir  joyda 
b o ia d i,  am m o  u  holda  barqaror  holat  b olm ay di.
Uzluksiz  jarayonda  uning  barcha  bosqichlari  vaqti  birday,  barqaror 
holat  b o ia d i,  natijaviy  m ahsulot  uzluksiz  ajratib  olinadi.
Q o‘shma  (kombinatsion)  jarayonda  ayrim  bosqichlar  davriy  ravishda, 
boshqalari  uzluksiz  yo‘sunda  kechadi.
Jarayonning  kechishini  aniqlovchi  param etrlar  asosiy  guruhi  quyidagi:
1.  Kirish  parametrlariga  tajribada  aniqlanishi  m um kin,  am m o 
jarayon  m obaynida  o ‘zgartirib  b olm ayd igan  kattaliklar  m ansub  b o ia d i.
2.  Natijaviy  mahsulotning  chiqish  parametrlariga  kirish,  boshqarish 
va  nazorat  qilinmaydigan  omillar  ta ’sir  qiladigan  tizim da  o ‘rganilayotgan 
jarayon  rejimi  bilan  aniqlanadigan  tizim  xarakteristikalari  m ansub 
b o iad i.
3. 
Boshqaruvchi  parametrlar  q o ‘yilgan  talablarga  ko‘ra, 
ta ’sir 
ko‘rsatish  m um kin  b o ig a n  jarayon  param etrlaridir.
4.  Nazorat  qilinmaydigan  parametrlar  qiymati  tasodifan  o ‘zgaradigan 
va  o lc h a b   bolm aydigan  param etrlardir.
Elektron  texnika  m ateriallari  (m oddalari)  texnologiyasida  quyidagi 
asosiy  m odellar  tizimi  ishlab  chiqilgan:
Jarayonlarni  tadqiqlash,  texnologiya  hisob-kitobi  va  optimallash, 
jarayonning  vaqt  b o ‘yicha  yuz  berish  optimal  (m a’qul)  y o lin i  oldindan 
aniqlash, 
barqarorlashtirish 
yoki 
kuzatib  boshqarish, 
o ‘rgatish  va 
m ashqlantirish  majmualari  asosida  m alakani  oshirish  avtom atik  tizimlari 
modellari  mavjud.
E H M   yordam ida  texnologik  jarayonlarni  o ‘rganiladi,  turli  sharoitda 
ularning  xulq-atvorini  m odellanadi,  optim al  texnologik  param etrlar  va 
rejim lar  aniqlanadi.
32

3.2.  Geterogen  kimyoviy-texnologik  tizimlarning 
asosiy jarayonlari
Elektron  texnika  materialiarini  olishning  haqiqiy  jarayonlari  sarlavha 
nomidagi  jarayonlardir.  Asosiy  kimyoviy  jarayonga  qo‘shiladigan  eng 
muhim  fizik jarayonlar  dastlabki  reagentlarni  reaksiya  zonasiga  keltirilishi 
va  bu  zonadan  reaksiya  mahsulotlarini  olib  ketilishidan  iborat  massa- 
ko‘chish  va  reaksiya  zonasi  bilan  atrof-m uhit  orasida  issiqlik  uzatish 
jarayonlaridir.
M assa-ko‘chish  m oddaning  bir  fazadan  ikkinchi  fazaga  ko‘chishidan 
iborat  bo4 lib, 
ham   geterogen, 
ham  gomogen  tizim larda 
(gazlar 
aralashmasi,  suyuq  yoki  qattiq  eritm alar  va  b)  ajratish  va  hosil  qilish 
mumkin.
M assa-ko‘chish jarayonlarining  harakatlantiruvchi  kuchi  turli joylarda 
kimyoviy  potensiallarning  farqli  b o ‘lishidir.  Sodda  hollarda  bir  faza 
ichida  diffuziyalanuvchi  m odda  zichligi  (konsentratsiyasi)  katta joydan  u 
kichik  bo‘lgan  joyga  tom on  ko‘chadi,  jarayonning  harakatlantiruvchi 
kuchi  taqriban  zichliklar  farqi  (gradienti)  orqali  ifodalanadi.  Haqiqiy 
hollarda  m assa-ko‘chish  jarayoni  yo‘nalishini  aniqlashda  tem peratura 
gradienti  va  tashqi  kuchlar  bosimlari  gradienti  ham   hisobga  olinishi 
kerak.  M assa-ko‘chish  jarayoni  nihoyasi  tizimning  muvozanatiy  holatga 
erishishidir.
M assa-ko‘chish  tezligi  orasida  bu  jarayon  yuz  berayotgan  fazalarda 
taqsimlangan  m odda  ko‘chishi  m exanizmi  bilan  bog‘liq.
Qattiq  faza  va  harakatlanayotgan  suyuq  (gaz  yoki  bug4)  faza  orasida 
m assa-ко4 chish  ikki jarayondan  iborat:  1)  qattiq jism   ichida  taqsimlangan 
m oddaning  ichki  massa  berish  yoki  massa  o 4tkazuvchanlik  tufayli  fazalar 
chegarasi  sirtiga  tom on  ko‘chishi;  2)  o ‘sha  m oddaning  suyuqlikda  (gazda 
yoki  bug4da)  tashqi  massa  berish  yo4li  bilan  ko‘chishi.  Demak,  massani 
uzatish  ichki  va  tashqi  diffuziyadan  iborat.
Qattiq  jism da  m odda  ko‘chishi  jarayoni  m olekular  diffuziya  holi 
uchun  Fik  qonunlariga  b o 4ysunadi  va  quyidagi  differensial  tenglam alar 
orqali  tavsiflanadi:

Bunda  D— diffuziya  koeffitsienti,  C-diffuziyalanuvchi  m odda  zichligi
(konsentratsiyasi),  /   -massa  diffuzion  oqimi.  Bu  tenglam alar  tizimini 
yechib,  vaqt  va  koordinata  funksiyasi  sifatida  С  zichlik  (konsentratsiya) 
ifodasi  olinadi,  tabiiy,  u  orqali  diffuzion  massa  oqimi  aniqlanadi.
Massa  uzatishning  nazariy  modellari  quyidagi  farazlarga  asoslanadi.
1.  M oddaning  fazadan  fazaga  m assa-ko‘chishiga  um um iy  qarshiligi 
ikki  fazaning  va  chegara  sirtining  qarshiliklari  yig‘indisidan  iborat. 
K o‘pincha,  chegara  sirti  qarshiligi  yo‘q  deb  hisoblanadi.  H ar  bir  faza 
ichidagi jarayonlar bir  biridan  mustaqil  kechadi.
2. 
Fazalar  chegarasi  sirtida  ular  m uvozanatda  b o iad i.  Bunda 
fazaning  asosiy  massasi  o ‘rtacha  zichligi  o ‘zgarishiga  nisbatan  m azkur 
muvozanat  ancha  tez  o ‘rnashadi.
Issiqlik  uzatish  jarayonlarining  harakatlantiruvchi  kuchi  tem pe- 
raturalar  farqidir.  Issiqlik  uzatishning  ,  m alu m k i,  uch  sodda  usuli  —  is­
siqlik 
olkazuvchanlik, 
nurlanish 
va 
konveksiya 
usullari 
mavjud. 
Texnologik  jarayonlarda  bu  uch  usul  ham   qatnashishi  mumkin.  Bizni 
qiziqtirayotgan  materiallar  olish  jarayonlarida  issiqlikning  uzatilishi 
fazalarning  chegarasi  qo ‘zg‘aluvchan  yoki  erkin  b o ig a n   hollar  uchun 
tuzilgan  differensial  tenglam alar  asosidagi  masalalar  m uhim   ahamiyatga 
ega.  Bu  masalalarni  um um lashtirib  Stefan  masalalari  deyiladi.
Bu  masalalarda  fazalar  chegarasida  issiqlik  oqimi  uzluksiz  b o ia d i 
degan  shart  qo'yiladi.  Bu  shart  suyulma  kristallanayotgan  hoi  uchun 
quyidagicha:
дп 
дп 
дт
bunda 
X -solishtirma  issiqlik 
olkazuvchanlik, 
L-suyulish  yashirin 
issiqligi,  % -kristallanish  fronti  koordinatasi,  л-norm al,  p  -kristallanishda
suyulma  zichligi,  uning  o ‘zgarishi  bu  shartda  e ’tiborga  olinmaydi.
Issiqlik  va  massa  uzatishning  fazalar  o lis h i  ishtirokidagi  masalasi 
murakkab  m atem atik  masala.  K o‘pchilik  texnologik  m asalalarni  ye- 
chishda  asosan  soniy  usullardan  foydalaniladi.
Yana  bir  necha  m uhim   tushunchalar  bilan  tanishaylik.
Chegaraviy  qatlam  — jismning  sirtidagi  yupqa  soha,  bunda  inersiya  va 
ichki  ishqalanish  kuchlari  bir  tartibdagi  kattaliklar  deb  hisoblanadi.
34

Tashqi  oqim  —  bu  oqimning  qolgan  sohasi.  U nda  ishqalanish 
kuchlari  e’tiborga  olinmaydi.
Chegaraviy  qatlamlarning  uch  xili  farqlanadi.
Dinamik  chegaraviy  qatlam  —  suyuqlikning  qattiq  jism   devori 
yaqinidagi  S  0  qalinlikdagi  qatlami.  Bu  qatlam da  suyuqlik  harakati  tezligi 
nuldan  (jism  sirtida)  to  asosiy  oqim  tezligi  W
q
 gacha  o ‘zgaradi.
Issiqlik  (termik)  chegaraviy  qatlam  —  suyuqlikning  devor  yaqinidagi 
S  t  qalinlikdagi  qatlami.  Unda  tem peratura  jism   sirtidagi  TCh  dan  asosiy 
suyuqlik  oqimining  T
0
 tem peraturasigacha  o ‘zgaradi.
Diffuzion  chegaraviy  qatlam  tushunchasini  qattiq  jism   sirti  yaqinida 
konvensiya  y o li  bilan  rnassa  berish  jarayonlarini  tahlil  qilishda  kiritiladi, 
bu  sirtda  tegishayotgan  suyuqlik  oqimi  bilan  o ‘zaro  ta ’sir  reaksiyasi  yuz 
berib  turadi.
3.3.  Holatlar  (fazalar)  diagrammalari
Hozirgi  vaqtda  suyulmalardan  kristallanish  usulidan  yarim olkazgich 
va  dielektrik  m ateriallarni  tozalash  uchun  foydalaniladi. 
Bu  usul 
moddalarni 
tozalash 
texnologik 
jarayonining 
oxirgi 
bosqichida 
qoilaniladi. 
Bunda 
materialni 
yuqori 
tozalikdagi 
monokristall 
k o lin ish id a  olinadi.
Moddani  kristallash  y o li  bilan  tozalash  jarayonlarini  amalga 
oshirishdan  oldin  m oddaning  (undagi  kirishmalar  bilan  birgalikdagi) 
fazalari  diagrammasini  bilish  zarur.
Ba’zi  mulohazalar  moddalarni  tozalashning  kristallash  usullari  asosiy 
qoidalarini  tahlil  qilishda  ikki  tarkiblovchili  tizimlarni  ko‘rib  chiqish 
bilan  kifoyalanish  mumkinligini  tasdiqlaydi.
I l l —rasm.  F azalar  d ia g ra m m a la rin in g   e n g   m u h im   hollari:
a — uzluksiz  qattiq  va  suyuq  eritmalarning  holat  diagramasi;
b — qattiq  eritmalarning 
a  
v  a 
/? 
sohalari  bilan  holat  evtektiv
diagrammasi;
d — qattiq  eritmalar  soohalari  bilan  holat  distektiv diagrammasi.
35

7
1
1
V
,8 я
/  
A
50 
700
II.2-rasm. Asosiy tashkillovchining suyulish  nuqtasi  TA yaqinida  ikki tur fazalar diagrammasi 
qismlari  S  solidus  va  L  likvidus  chiziqlariga  urinma  va  to'g'ri  chiziqlar  ikki  kesmalar bilan 
tasvirlangan:
^/-suyulish  tem peraturasini  pasaytiradigan  kirishm a;  b-  suyulish  tem peraturasini  oshiradigan 
kirishma.
Il.l-ra sm d a   fazalar  diagram malarining  bir  necha  holi  tisvirlangan 
kristallash  usuli  bilan  tozalashning  asosiy  qoidasi  quyidagidan  iborat.  Ikki 
tashkillovchili  (binar)  tizimdagi  aralash  eritm aning  kristallanishida  yuz 
beradigan  jarayonlarni  qaraylik,  bunda  kirishma  eritm aning  suyulish 
tem peraturasini  pasaytiradigan  b o ‘lsin  (II.2-rasm).
Kirishma  zichliklari  kichik  b o ‘lganida  fazalar  diagram masi  qismlari 
to ‘g‘ri  chiziq  ko‘rinishida  bo‘ladi.  Bizda  C0  zichlikli  В  kirishmali  A 
tashkillovchining  TQ tem peraturadagi  suyulmasi  bo ‘lsin  (II.3-rasm ).
Tizim ning  dastlabki  holatini 
CQ  va 
TQ  koordinatali 
1  nuqta 
tasvirlaydi.  Tem peratura  pasayganda  1  figurativ  nuqta  tizim ning  ketm a- 
ket  holatlarini  tavsiflovchi  tik(vertikal)  chiziq  chizadi.  Vertikal  chiziq
bilan 
likvidus 
chizig‘i
kesishadigan 
2
 
nuqta 
qattiq 
eritm a 
kristallana 
boshlashi 
tem peraturasi 
T
2
  ni  aniqlaydi, 
bunda 
bu 
tem peraturaning 
solidus  chizig‘i  bilan  kesishishi 
joyi  aniqlaydigan 
C2g  zichlikli 
qattiq 
faza 
hosil 
bo ‘ladi. 
Tem peratura  yana  pasaya  borsa 
(to  kristallanish  oxirigacha)  tizim 
holati 
ikkita 
nuqta 
bilan 
aniqlanadi.
Bu  bir  vaqtda  tizim da  o ‘zaro 
m uvozanatdagi  ikki  faza  borligini 
bildiradi. 
Bu  nuqtalardan  biri 
solidus 
chizig‘i 
ustida 
bo clib 
qattiq 
faza 
tarkibini 
beradi,
11.3-rasm.
В  tashkillovchining  A  da  suyultirilgan 
eritmasi  kristallanishida  suyuq  va 
qattiq 
fazalar 
orasida 
kirishma 
taqsimoti.
36

ikkinchi  nuqta  likvidus  ch izig l  ustida  b o iib   suyuq  faza  tarkibini  beradi.
Suyulish  o raliglni  CQ  vertikalning  solidus  va  likvidus  chiziqlari  bilan 
kesishish  nuqtalari  (4  va  2)  aniqlaydi.  4  nuqtaga  mos  T
4
  tem peraturaga 
erishilganda  suyuq  faza  butunlay  yo‘q  b o ia d i,  tizim  bir  fazali  b o iib  
qoladi,  qattiq  faza  tarkibi  esa  suyuqlikning  C()  tarkibi  bilan  birday  b o iad i. 
Tem peratura  yana  ham  pasaya  borsa,  qattiq  faza  tarkibi  o ‘zgarmaydi. 
tem peratura  orta  borganda  tizim  o ‘sha  hoiatlar  ketm a-ketligidan  teskari 
tartibda  o la d i.
Demak,  kristallangan  quyma  tarkibi  suyulma  tarkibidan  hech  farq 
qilmasligi  kerak.  Yuqoridagi  m ulohazalar  har  bir  muayyan  paytda  tizim 
muvozanatiy  holatda  b o ia d i  degan  farazga  asoslanadi.  Ammo,  bu  faraz 
tem peraturani  juda  sekin  o ‘zgartirganda  (kvazistatik jarayonda)  haqiqatga 
yaqin  b o iad i.
Suyuq  fazada  diffuziya  koeffitsienti  qattiq  fazadagidan  bir  necha 
tartib  qadar  katta  (800°C  da  qattiq  germaniyda  indiyning  diffuziya 
koeffitsienti  2* 10"17  m 2/s   b o lg an i  holda  suyuq  germaniyda  u  10"9  m 2/s). 
Shuning  uchun  kristalldagiga  nisbatan  suyulmada  m uvozanat  o ‘rnashishi 
tezligi 
ancha 
katta. 
Fazalar 
chegarasida 
esa 
m azkur 
tezlik 
suyuqlikdagidan  kichik  emas,  am m o  qattiq  fazadagidan  ancha  katta 
b oiishi  mumkin.
Faraz  qilaylik, 
kristallanish  jarayoni  tezligi  shunaqaki,  bunda 
suyulmada  va  fazalar  chegarasida  muvozanat  uzluksiz  tiklanib  turadi. 
Ammo  qattiq  fazada  diffuziya  juda  sekin  va  diffuziya  tufayli  qattiq  faza 
tarkibi  o ‘zgarmaydi.
Tem peratura  kristallanish  boshlanishidagigacha  pasayganda  (  II. 3- 
rasmda  2  nuqta)  C
2
q  tarkibli  qattiq  faza  vujudga  keladi,  unda  A  asosiy 
tarkiblovchi  suyuq  fazadagidan  ancha  ko‘p.  Suyulma  esa,  В  kirishma 
tarkiblovchi  bilan  boyigan  b o iad i.  Shu  sababli  figurativ  nuqta  o ‘ngga  (5 
nuqta) 
siljiydi. 
5  nuqta 
aniqlaydigan 
suyulmaning 
kristallanishi 
boshlanishi  tem peraturasi  7^  birm uncha  yuqori  b o iad i.  Tem peraturani 
yana  pasaytira  borilsa,  5  nuqta  likvidus  chiziglga  yetadi,  endi  qattiq 
fazaning 
ajralayotgan 
qatlam lari, 
birinchi 
navbatda 
kristallangan 
qatlamlarga  qaraganda,  В  tashkillovchiga  boy  b o iad i.  Suyulmaning 
keyingi 
ulushlari 
pastroq 
tem peraturada 
kristallanadi, 
o ‘sayotgan 
qatlam lar  В tashkillovchi  bilan  boyiydi.
Shunday 
qilib, 
haqiqiy 
sharoitdagi 
kristallanish 
jarayoni 
ko‘rsatishicha,  qattiq  faza  o ‘z  tarkibi  bo ‘yicha  nobirjins  (notekis)  kris­
tallanadi,  hosil  b o ig an   kristall  zichligi  uzluksiz  o ‘zgarib  boruvchi  qattiq
37

с
С,
с
eritm a  qatlam lardan  iborat  bo ‘- 
ladi.  Bu  hodisani  segregatsiya  de­
yiladi,  tarkibning  doimiyligi  buzi- 
lishini  segregatsion  buzilishlar  de­
yiladi.
Q attiq 
Suyuq 
Qattiq 
faz.a 
faz.a 
faz.a
Masofa
a
С
K0>t 
с
Qattiq 
Suyuq 
faz.a 
faza
M asofa
b
6
Haqiqiy 
sharoitda 
fazalar 
chegarasi  m uayyan  tezlik  bilan 
siljiydi.  Bu  siljish  qattiq  fazada 
tarkiblovchilar  diffuziyasidan  kat­
ta.  Kristallarni  o'stirishda  shun­
day  tem peratura  gradientlari  hosil 
qilinadiki, 
diffuzion  jarayonlar 
sekinlashgan,  pasaygan  tem pera- 
turalar  sohasiga  o ‘sayotgan  qat- 
lamlar  tez  tushib  qoladi.
I  1.4  — rasm.
Agar  suyuq  fazada  diffuziya
Kristallanishning  turli  sharoitida  qattiq  qiyin  b o lsa ,  bu  holda  qattiq  faza 
va  suyuq  fazalar  chegarasida  krishmalar  kristallanishi  suyuq  fazaning  aso-
tozalash  ishi  samaradorligini  pasaytiradi.
Kristallash  orqali  samarali  tozalash  uchun  jarayonni  m onokristall 
hosil  bolad ig an   sharoitda  amalga  oshirish  lozim.
Tozalash  samaradorligini  baholash  uchun  К  taqsim lanish  koeffitsienti 
xizmat  qiladi.  U  qattiq  fazada  erigan  m odda  zichligining  shu  m oddaning 
suyuq  fazadagi  zichligiga  nisbatini  ifodalaydi.  К   keng  oraliqdagi  (10~5  -  
10  )  qiymatlarga  ega  b o iad i.  M uvozanatiy  va  samarali  taqsim lanish 
koeffitsientlari  farqlanadi.
Muvozanatiy  taqsimlanish  koeffitsienti  K
0
  (segregatsiya  koeffitsienti) 
kristall  va  suyulma  orasida  m uvozanat  b o ig a n   sharoitda  tarkiblovchilarni 
ajratish  effektini  tasvirlaydi:
Bunda  Cqt  Cc  -  qattiq  va  suyuq  fazadagi  tarkiblovchi  m odda  zich- 
liklari.  Agar  kirishma  tozalanayotgan  m odda  kristallanishi  tem p e­
raturasini  pasaytirsa,  K0<1  yoki  Cq  Aksincha,  Kq>1  yoki  Cq>Cc.
taqsimoti  (s-kirishma  zichligi): 
a-muvozanat  sharoitida;  b-  muvoza- 
natsiz  sharoitda.
siy  massasidan  emas,  balki  kris­
tallanish  frontiga  yaqin  qatlam - 
dan  yuz  beradi,  bu  ajratish  yoki
38

К   koeffitsientni  aniq  hisoblash  ko‘pincha  qiyin  b o £ladi.  Fazalar 
diagrammalaridn 
olingan 
К   qiymatlari 
qattiq 
va 
suyuq 
fazalar 
muvozanati  sharoitiga  taalluqli.
Haqiqiy  hollarda  kristallanish  fronti  tezligi  suyulmadagi  diffuziya 
tezligidan  katta,  oqibatda  kristallanish  fronti  oldida 
8
  qalinlikli  suyulma 
qatlami  hosil  bo‘ladi,  agar  K()<1  bo'lsa,  mazkur  qatlam  kirishma  bilan 
boyigan.  Agar  KG>1  bo‘lsa,  u  kirishm adan  kambag‘allashgan.
Samarali  taqsimlanish  segregatsiya  koeffitsienti
bunda  v-kristallanish  tezligi,  Z)-kirishmaning  suyulmadagi  diffuziya 
koffitsienti.  Keff koeffitsient  kristallanishning  keltirilgan  tezligiga  b o g iiq  
bo iadi.
Kristalllash  y o ii  bilan  tozalashning  asosiy  usullari  m azm uni  shundan 
iboratki,  ular  tozalash  texnologik  jarayoni  oxirgi  bosqichida  q o‘llanadi. 
Olinayotgan  materialning  eng  katta  fizik  va  kimyoviy  tozaligiga  erishish 
maqsadiga  yo‘naltirilgan.
Yo'nalgan  kristallash  usullarini  asosan  uchga  ajratiladi:  kristallarni 
suyulmadan  tortib  olish  usuli  (Choxralskiy  usuli),  normal  yo‘nalgan 
kristallash  usuli  (Brijmen  usuli)  va  zonaviy  suyultirish  usuli  (Pfann  usuli). 
Mazkur  usullar  haqida  alohida  to ‘xtalamiz.
Kristallni 
suyulmadan 
tortib 
olish 
usulida 
suyulmaga 
kichik 
monokristall  shaklidagi  xamirturush  botiriladi,  so‘ng  uni  uzluksiz 
ravishda 
yuqoriga 
коЧага 
boriladi. 
Xamirturush 
monokristallcha 
suyulmaning  suyuq  ustunchasini  ergashtiradi,  bu  esa  past  tem peratura 
zonasiga  kirib  qolib  uzluksiz  kristallanadi.
Normal  yo‘nalgan  kristallash  usulida  m odda  muayyan  shaklli  tigelda 
suyultiriladi,  u  keyin  bir  uchidan  asta-sekin  sovitiladi.  Yo‘nalgan 
kristallash  shunday  amalga  oshiriladi.
Zonaviy 
suyultirishda 
m odda 
qo‘ymasida 
kichkina 
qatlamni 
suyultirib,  uni  nam una  bo‘ylab  ko‘chirib  boriladi.  Shu  qatlam   (zona) 
ko‘chib  borgan  sari  uning  oldida  m odda  suyuladi,  uning  orqasida 
kristallanish  yuz  beradi.  Bu  usul  hozir  ko‘p  materiallarni  chuqur 
tozalashda  eng  ko‘p  qoilanilayotgan  usuldir.
(II.2)
(III)
39

3.4.  Gaz  fazasi  orqali  haydash jarayonlari
Bu  jarayonlar  b u g lari  yuqori  elastiklikka  ega  b o ig a n   sodda  m oddalar 
(elem entlar)ni  va  kimyoviy  birikm alarni  tozalash  asosida  yotadi.  Bunday 
m oddalar  misollari  fosfor,  surma,  oltingugurt,  magniy,  kalsiy,  rux 
elem entlarning  suyuq  xloridlari  (GeCU  ,  TiCL*  ,  SiCL*  va  boshqalar), 
uchib  ketuvchi  birikmalar  (galogenidlar)  va  h.k.
M oddalar  sublimatsiya  va  distillash  usullari  bilan  ajratilishi  va 
tozalanishi  mumkin.
Sublimatsiya  (  haydash)  moddaning  qattiq  holatdan  to ‘g‘ridan  — 
to ‘g‘ri  bug‘simon  holatga  o lis h i  jarayonidir.  Suyulish  tem peraturasidan 
pastdagi  tem peraturagacha  qizdirilganda  hosil  bo iad ig an   bu gln in g 
bosimi  yetarlicha  yuqori  boiad ig an   m oddalarni  ajratish  va  tozalashda 
m a’qul  usul  sublimatsiya  usulidir.  U chuvchanroq  kirishmalar  past 
tem peraturada  chiqarib  yuboriladi  (haydaladi),  kam roq  uchuvchanlari 
haydashdan  keyingi  qoldiqda  qoladi.