169529. lajstromszámú szabadalom • Alacsony olvadáspontú fémek zónázó tisztítására szolgáló hűtött csónak

MAGTAB NfiPKOZTABSA SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY 169529 Nemzetközi osztályozás: M Bejelentés napja: 1974. X. 10. (FE-938) C22B 9/00, -Jé é" M Bejelentés napja: 1974. X. 10. (FE-938) 9/12 -JT^ M Bejelentés napja: 1974. X. 10. (FE-938) -ORSZÁGOS TALÄLMAN1 Közzététel napja: 1976. VII. 28. HIVATAL Megjelent: 1977. IX. 30. Feltalálók: dr. Pozsgai Vilmos vegyészmérnök 34%, Mészáros Istvánná kohómérnök 33%, Horváth Zoltán vegyipari gépész 33%, Budapest Tulajdonos: Fémipari Kutató Intézet, Budapest „Alacsony olvadáspontú fémek zónázó tisztítására szolgáló hűtött csónak" 1 A fémek zónás átkristályosítással végzett tisztításának lényege abban áll, hogy a szennyezőelemeket az alapfémből öntött rúd egyik vagy másik végébe koncentrálják annak alapján, hogy a szennyezők oldékonysága az alapfémben folyékony és szilárd halmazállapotban különböző. így egy fűtőtest segítségével létrehozott olvadt zónában a szennyezők koncentrációja más, mint a vele hatá-, ros szilárd fázisban. Ha a szennyező oldékonysága az alapfémben folyékony halmazállapotban nagyobb, mint szilárd halmazállapotban, akkor a szennyező, a fűtőtekercs mozgásirányával megegyezően, a rúd végén koncentrálódik, ellenkező esetben pedig a rúd elején. Az alacsonyolvadáspontú jó hővezetőképességű fémeknél igen nagy problémát jelent keskeny, a rúd teljes keresztmetszetében megolvadt és a zónázás során állandó hosszúságú zóna kialakítása és fenntartása. A fémek zónás tisztítására általában ismert és széles körben alkalmazott zónás tisztítási körülmények, amikor grafit (kvarc, kerámia) csónakban indukciós, vagy ellenállásfűtésű tekercs segítségével hozzák létre az olvadt zónát, a fent említett esetekben nem alkalmasak, mert a fűtés mellett egyidejűleg hűtésre is szükség van, máskülönben az egész fémmennyiség megolvad. Ez a fent említett probléma különösen jelentkezik a gallium esetében, melynek -jó hővezetőképessége mellett - olvadáspontja 29,7 C°. Az alacsonyolvadáspontú fémek, és így a gallium zónás tisztításának különböző kivitelezésű megvalósítására az irodalomban több leírás található. Ezek legnagyobb hátránya, hogy csak laboratóriumi 5, méretűek, kivitelezésük és üzemeltetésük rendkívül bonyolult. Jelen találmány a zónázó berendezés egyik legfontosabb részének, a hűtött zónázó csónakoknak egyszerűbb és tökéletesebb megoldását adja ala-10 csonyolvadáspontú fémek - előnyösen gallium -tisztítására. A találmány szerint a hűtés vízzel, vagy hűtőeleggyel történhet, a tisztítandó fém olvadáspontjától és a fűtés körülményeitől függően. A csónak anyaga jó hővezető fém, melynek a tisztí-15 tandó fémmel érintkező felülete viszonylag magasolvadáspontú műanyaggal (előnyösen teflonnal) van bevonva. A rajz a találmány szerinti műanyag bevonatú, hűtött csónak kiviteli vázlatos rajzát mutatja galli-20 um zónás tisztítására. A jó hővezető fémből készített csónak úgy van kiképezve, hogy a csónak két hosszanti oldala mentén kialakított kamrákon (1) átáramló vízzel, 25 vagy hűtőfolyadékkal a fém állandóan hűthető. A csónak belső felülete vékony, de pórusmentes teflonréteggel van bevonva. A teflonréteg megakadályozza, hogy a tisztítandó fém a csónak anyagával érintkezzen és szennyeződjön. A csónak használ-30 ható vákuumban, vagy gázatmoszférában.