4. Построение p-t диаграмм
4.1 Определение границ области гомогенности для двух компонентов
Для
построения p-T
диаграмм определим границу области
гомогенности (ГОГ) со стороны цинка и
серы.
Определим границы области гомогенности со стороны компонента Zn.
Преобразовав, получим:
Аналогичным образом найдем границы области гомогенности со стороны компонента .
Преобразовав, получим:
4.2 Определение линии стехиометрии и построение p-t диаграммы
Для определения линий стехиометрии диаграмм обоих компонентов необходимо аналитически решить систему:
Преобразовав, получим:
Вычислим, как изменяются давления компонентов на границах области гомогенности и на линии стехиометрии от температуры, используя значения логарифмов давлений паров, полученные ранее в других пунктах. Результаты расчетов представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1. – Расчетные значения давления паров при различных температурах
T, K |
|
|
|
|
|
|
298 |
-16,66 |
-39,07 |
-51,86 |
-84,18 |
-39,37 |
-13,78 |
388 |
-11,36 |
-28,24 |
-38,20 |
-62,30 |
-28,54 |
-8,62 |
693 |
-3,69 |
-12,51 |
-18,15 |
-30,45 |
-12,81 |
-1,53 |
1100 |
-0,38 |
-5,15 |
-8,69 |
-14,99 |
-5,45 |
1,64 |
2100 |
2,20 |
0,71 |
-1,06 |
-2,57 |
0,41 |
3,95 |
Пример расчета для температуры 298 К:
p - тип
электропроводности
n - тип
электропроводности
Рисунок
7 – P
– T
диаграмма сульфида цинка в координатах
n - тип
электропроводности
p - тип
электропроводности
Рисунок
8 – P
– T
диаграмма сульфида цинка в координатах
Таким образом, были получены температурные зависимости давлений паров, по которым определены области p – и n – типов электропроводности
5. Определение термодинамических условий проведения процесса
5.1 Расчет давлений двух компонентов
В работе необходимо обеспечить p-тип электропроводности, проведем расчет для него.
В общем случае имеем систему уравнений:
|
(8) |
где
– значение рабочей точки при
,
обеспечивающее протекание процесса в
прямом направлении;
– число, принадлежащее диапазону
изменения
.
Должно выполняться условие:
Найдем
значения логарифмов соотношения давлений
на границах области гомогенности при
.
Получаем:
Область
акцепторного дефекта определяет диапазон
изменения отношения давлений в пределах
области гомогенности соединения
при температуре
:
Значение
m выбирается произвольно
из данного диапазона; в данной работе
выбрана точка
.
Подставим
значения
в систему уравнений (8) и найдем значения
рабочих давлений паров обоих компонентов:
