3. Исследование сублимации компонентов

Пример расчётов для

Таблица 3. Данные для реакции II.

	301 500,00	117,300	266 544,60	-107,63
	295 029,43	104,976	242 015,38	-57,67
	295 425,00	105,627	219 056,76	-36,46
	295 709,89	105,983	202 444,42	-27,68
	296 070,99	106,353	181 315,65	-20,22

Рис. 4. Зависимость от обратной температуры для реакции II.

На графике отмечены: T_пл(Sn) - температура плавления Sn, T_кип(Sn) - температура кипения Sn.

Пример расчётов для

Таблица 4. Данные для реакции III.

	84 100,00	84,35	58 963,70	-23,81
	82 104,70	74,28	42 022,34	-10,01
	61 395,49	49,96	25 276,58	-4,21
	58 761,15	46,67	17 699,78	-2,42
	55 435,692	43,26	8 764,07	-0,98

Рис.5. Зависимость от обратной температуры для реакции III.

На графике отмечены: T_пл(Te) - температура плавления Te, T_кип(Te) - температура кипения Te.

Температуры кипения для Sn и Te найденные графически имеют малую погрешность относительно справочных данных.

= 2893 K

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE

= 1263 K

Источник: https://www.nuclear-power.net/tellurium-melting-point-boiling-point/

4. Построение P-T диаграмм в координатах и и построение температурных зависимостей парциальных давлений паров компонентов и Обозначение областей p- и n- типов электропроводности. Оценка диапазона изменения в пределах гомогенности соединения SnTe.

Граница области гомогенности компонента Sn (ГОГ_Sn):

Решая систему имеем:

Граница области гомогенности компонента Te (ГОГ_Te):

Решая систему имеем:

Стехиометрический состав пара.

Решая систему имеем:

Пример расчёта при T = 880 K:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

7,9071*

Таблица 5. ГОГ и парциальные давления, соответствующие стехиометрическому составу пара.

	-46,743	-44,977	-57,275	-41,744	-45,278	-20,681
	-25,046	-23,592	-31,191	-20,985	-23,893	-8,695
	-15,834	-14,315	-19,795	-11,578	-14,616	-3,657
	-12,021	-10,482	-14,823	-7,704	-10,783	-2,102
	-8,781	-7,228	-10,566	-4,421	-7,529	-0,869

Рис. 6. ГОГ и парциальные давления, соответствующие стехиометрическому составу пара для Sn.

На рис.6 изображено:

P_SnГОГ_Sn - давление Sn, соответствующее ГОГ_Sn;

P_Sn_стех - давление Sn, соответствующее стехиометрическому составу пара.

P_SnГОГ_Te - давление Sn, соответствующее ГОГ_Te;

Рис. 7. ГОГ и парциальные давления, соответствующие стехиометрическому составу пара для Te.

На рис.7 изображено:

P_TeГОГ_Sn - давление Te, соответствующее ГОГ_Sn;

P_Te_стех - давление Te, соответствующее стехиометрическому составу пара.

P_TeГОГ_Te - давление Te, соответствующее ГОГ_Te;

5. Расчёт парциальных давлений паров и температур компонентов Sn и Te, обеспечивающих протекание основного процесса (T=880 К).

Необходимо получить n-тип электропроводности.

Условие для парциальных давлений:

Исследуемое вещество – халькогенид олова, нестехиометрическое соединение с достаточно широкой областью гомогенности. В таком соединении имеется избыток халькогена (Te), чем и обуславливается наличие только дырочной проводимости, следовательно, невозможно получить требуемый n-тип электропроводности. В качестве подтверждения можно привести рис. 6. и рис. 7., где полученные парциальные давления для Sn и Te лежат только в зоне p – типа электропроводности.

Для получения логарифма отношения давлений при рабочей температуре выберу среднее арифметическое между граничными отношениями, соответствующими границам для p – типа электропроводности:

;

Затем из полученного значения логарифма отношений давлений, а также из выбранной рабочей точки во втором пункте составлю и решу систему:

Решив систему, найду давления:

;

.

Найду логарифмы давления:

Так как в 3-м пункте работы был построен график для lnKp( ), соответственно, необходимо полученное значение логарифма разделить на 2.

Затем, используя расчёты, проведённые ранее для процессов сублимации Sn и Te, найду температуры дополнительных источников:

Рис. 8. Принципиальная схема реактора для исследуемой реакции.

Рис. 9. Распределение температуры в реакторе.