Химические транспортные реакции - Шефер Г.
Скачать (прямая ссылка):
Все возрастающее значение приобретает метод транспортных реакций в получении полупроводниковых монокристаллов, в особенности для соединений, плавящихся с разложением. Некоторым недостатком метода в его современном оформлении является опасность загрязнения получаемых кристаллов веществом-переносчиком.
Предисловие к русскому переводу
7
В книге даются некоторые рекомендации по этому вопросу, но, безусловно, потребуются специальные исследования для усовершенствования метода.
После выхода в свет монографии Шефера появился ряд статей по транспортным реакциям. В конце книги приводится список дополнительной литературы.
Особо следует отметить статью Манделя, посвященную теоретическому анализу переноса твердых веществ в особых условиях диффузионной массопередачи. Эта работа является развитием и расширением приближенных теоретических положений Шефера.
Перевод книги выполнен Е. И. Ярембашем (гл. 1, 2, 3) и 3. С. Медведевой (гл. 4, 5 и 6).
Книга будет интересна широкому кругу читателей, включая химиков-синтетиков, металлургов, термохимиков, минералогов, инженеров-технологов, приборостроителей.
Я. Лужная
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
Изучение гетерогенных равновесных систем, проводившееся во взаимосвязи с препаративными методами, позволило отчетливее представить большие возможности использования реакций определенного типа, которые получили название «химических транспортных реакций». Вызывает удивление то обстоятельство, что использование этих давно известных реакций значительно отстает от возможностей, которые они предоставляют. Настоящая монография имеет своей целью привлечь внимание химиков (в особенности химиков-неоргаников) к данной области.
Автор охотно передает своим коллегам, желающим работать в этой области, весь опыт, накопленный им и его сотрудниками.
В свою очередь автор обращается к читателям с просьбой сообщить ему критические замечания, а также сведения о других процессах транспорта, которые они изучали или наблюдали.
Химические транспортные реакции обычно позволяют получать вещества в виде хорошо образованных кристаллов. Чувство удовлетворения, испытываемое химиком при получении хороших кристаллов вместо невзрачного порошка, вполне естественно.
Плодотворной научной работе в большой степени содействуют творческая атмосфера и возможность проявления инициативы. Автор имел счастье трудиться в весьма благоприятной обстановке в Иене, у глубокоуважаемого профессора А. Сивертса, руководившего его диссертационной работой, и позднее в других институтах, У профессора Г. Грубе (Штуттгарт) и профессора В. Клемма (Мюнстер). Пользуясь представившимся случаем, приношу им глубокую благодарность.
10
Предисловие автора
Научный прогресс в химии в значительной мере обязан также плодотворной и самозабвенной работе дипломантов и докторантов. В связи с этим нельзя не назвать имена сотрудников, которые (зачастую одновременно с работами другого направления) изучали транспортные реакции и внесли тем самым существенный вклад в выяснение ряда вопросов и разработку этой области химии. Их имена приведены в алфавитном порядке:
Л. Байер, Г. Брудеррек, Ф. Вартенпфуль, X. Вёрле, Г. Видемейер, Р. Геркен, К.-Д. Доманн, Б. Морхер, Ю. Никль, К--И. Нихюс, Э. Сиббинг, А. Теббен, Ю. Тил-лак, Г.-И. Хейтланд, М. Хюскер, Г. Шнейдерейт, Г. Шольц, Ф. Шульте, В. Фур, К- Этцель, Г. Якоб.
Автор с большой благодарностью воспринял любезность проф. Е. Викке (Мюнстер), который прочитал книгу в первой редакции и внес в нее ряд поправок. В той же мере автор считает своим приятным долгом поблагодарить проф. Т. Хёймана (Мюнстер). Большая помощь в подготовке рукописи этой книги к печати была оказана Г. Лезаром, который, в частности, изготовил все фотографии и рисунки; автор весьма признателен ему за его труд и тщательно выполненную работу.
Мюнстер (Вестфалия), осень 1961 г.
Гаральд Шефер
Глава 1
ВВЕДЕНИЕ. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Сущность химических транспортных реакций заключается в том, что твердое или жидкое вещество А, взаимодействуя по обратимой реакции с каким-либо газообразным веществом, образует только газообразные продукты, которые после переноса в другую часть системы при изменении условий равновесия разлагаются с выделением вещества А:
*А(ТВ, ж) -(- Ш(Г) + ¦••¦?= уС(Г) + • • • (I)
Внешне этот процесс напоминает сублимацию или дистилляцию вещества. Однако в данном случае вещество А в интервале рабочих температур не обладает заметным давлением насыщенного пара; перенос вещества происходит с участием химических реакций. Необходимым условием осуществления переноса вещества наряду с обратимостью гетерогенной реакции является наличие градиента концентраций. Последний может возникнуть за счет разности температур или же при изменении соотношения давлений газообразных веществ, а также при наличии разности свободных энтальпий образования двух твердых или жидких веществ — исходного- и полученного в результате транспортной реакции.
Перенос вещества при гетерогенных реакциях известен уже давно. Еще Бунзен [1], изучая вулканические газы, содержащие хлористый водород, упомянул в своей работе о возможности переноса РегОз в токе хлористого водорода. Этот процесс обусловлен обратимой реакцией
