- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 86. 1956 /
592

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 25. 19 juni 1956 - Zonsmältning med temperaturgradient, av SHl - Extratunt glaspapper - Ett transportabelt avloppsreningsverk - Torrsmörjning med Teflon

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

592

TEKNISK TIDSKRIFT

Fig. 3. En p-n-transistor av kisel erhållen genom passage
av en aluminiumrik småltzon genom den övre kiselplattan.
7,5 X.

Genom denna teknik kan smältzonens vandringshastighet
hållas stor med liten ändring av den stelnade zonens
sammansättning. Ett annat sätt att åstadkomma en
förskjutning av temperaturgradienten är sänkning av chargens
medeltemperatur under smältzonens vandring.

Smältzonens form kan påverkas av ytspänningen, som
strävar att göra den sfärisk, och anisotropi hos kristaller
tenderar att förskjuta zonen till vissa plan eller
riktningar. I allmänhet behåller emellertid smältzonen praktiskt
taget sin form i en jämn temperaturgradient. För att den
skall ändras måste vissa delar av dess gränsyta röra sig
fortare än andra, men den är nästan mättad vid sidorna,
vilka därför är stabila medan dess fram- och baksida rör
sig. Man kan sålunda bringa t.ex. en zon med 0,1 mm
längd och 100 mm2 yta att vandra många zonlängder utan
att nämnvärt ändra form.

Om temperaturgradienten är ojämn, dvs. om
värmeflödets riktningar inte är parallella, är en plan smältzon
instabil och tenderar att gå sönder eller att bli längre,
önskar man få en smältzon med mycket små dimensioner
vinkelrätt mot rörelseriktningen, skall man därför
använda ett temperaturfält som tenderar att förlänga zonen.

Användningar

Halvledarapparater, t.ex. dioder och transistorer (Tekn. T.
1951 s. 658, 1953 s. 935), kan framställas genom
zonsmältning med temperaturgradient. Denna metod har vissa
fördelar framför gängse teknik och möjliggör konstruktioner
med komplex form hos gränsytan mellan de p- och
n-ledande zonerna. Man har t.ex. gjort ett p-n-gränsskikt
genom att lägga ett 0,1 mm aluminiumbleck mellan två
2,5 mm kiselplattor och placera packen i en
temperaturgradient.

Ett legeringsskikt passerade härvid genom största delen
av den ena plattan (den övre i fig. 3) och kvarlämnade i
denna en p-ledande kisel innehållande aluminium. Den
undre plattan, ympmaterialet, utgjorde n-zon. Med denna
teknik kan man framställa tjockare zoner än med vanlig
legeringsteknik varigenom de spänningar, som uppstår vid
det slutliga stelnandet, kommer att finnas långt ifrån
p-n-gränsskiktet där de är långt mindre störande än i
närheten av detta. I praktiken kan man dra smältzonen ända
till plattans yttre yta och ta bort den efter stelnandet eller
använda den som kontakt.

Linje- eller punktzoner kan föras genom ett
materialstycke utan större formändring. På detta sätt kan ett tunt
p-ledande skikt eller tunna p-ledande stavar framställas i
ett block av n-typ. Härvid uppstår p-n-gränsskiktet vid en
linjezons sida, medan den till största delen bildas i en
yt-zons ursprungliga läge. En linje- eller punktzon behöver
inte föras vinkelrätt mot en plattas största yta utan kan
bringas att röra sig i en annan vinkel mot den, om man
lägger temperaturgradienten parallellt med plattans yta
eller med någon lutning mot denna.

Man har funnit att om smältzonen har liten utsträckning

i en eller flera riktningar vinkelrätt mot rörelseriktningen,
består kristallformen i det passerade materialet även när
ympmaterialet har annan kristallform. Detta är gynnsamt
vid framställning av n-p-n-transistorer därför att
korngränser som skulle försämra elementets elektriska
egenskaper inte uppstår.

Enkristaller kan med fördel framställas genom
zonsmältning med temperaturgradient genom användning av en
kort smältzon med stor yta. Den nödvändiga apparaturen
härför är enkel, eftersom den saknar rörliga delar och
temperaturen inte behöver ändras. Smältzonens volym är
så liten att inget kärl behövs varigenom förorening
undviks. Då vidare temperaturfallet i vätskan är litet och
denna inte rörs om, är sannolikheten för spontan
uppkomst av kristallisationskärnor liten.

Kristallen kommer visserligen att innehålla ett
främmande ämne i fast lösning, men man kan välja ett oskadligt
sådant. För stor temperaturgradient kan orsaka
spänningar i kristallen.

Fogning kan tydligen utföras, eftersom smältzonen
efterlämnar en fog mellan ympmaterialet och det stelnade
materialet (fig. 3). Härvid utgör mellanlägget lod, men det
behöver inte lämnas kvar i fogen som vid vanlig lödning.
Det kan föras genom det ena materialblocket och sedan
avlägsnas. På detta sätt kan mekaniska, kemiska och
elektriska svagheter hos lödfogar undvikas, men det stelnade
materialet kommer givetvis att innehålla lod i fast lösning.

Rening av ett material kan man utföra genom att låta en
tunn smältzon med stor yta passera genom det. Materialet
i smältzonen väljs då så att det löser den eller de
föroreningar som skall avlägsnas. Det måste vidare vara litet
lösligt i grundmaterialet, oskadligt eller lätt att avlägsna.
Man kan trava ett antal tunna skikt av smältzonsmaterial
mellan tunna plattor av grundmaterial och svepa ett antal
smältzoner genom resten av det senare.
Vandringshastigheten kan härvid vara några millimeter per timme vid en
temperaturgradient på 50°C/cm.

Liten zonlängd och litet avstånd mellan zonerna, som är
önskvärt vid zonrening, kan lätt åstadkommas vid
zonsmältning med temperaturgradient. Metoden kan användas
för avlägsnande av olösliga partiklar, t.ex. ett eutektikum
i en legering. Genom att upphetta denna över eutektikums
smältpunkt kan man nämligen överföra partiklarna till
punktzoner som vandrar mot den hetaste ytan.

Andra användningar är bl.a. framställning av mycket fina
hål i ett metallstycke. Härvid för man i detta in en
trådzon, som sträcker sig helt genom det, och blåser ut det
smälta materialet. Man kan också upphetta en metalltråd,
belagd med en annan metall, under kylning av trådytan.
Härvid uppstår en radiell temperaturgradient. Avpassas
denna rätt, vandrar beläggningen in i tråden och samlas
vid dessas axel. SHl

Extratunt glaspapper görs i USA av mycket fin
glasfiber med bindemedel eller plastimpregnering. Materialet,
som liknar mjukt silkespapper, finns i tjocklekar på 12,5
—325 n och med upp till 1 m bredd. Utan bindemedel eller
impregnering består papperet till 95 °/o av luft.

Ett transportabelt avloppsreningsverk, dimensionerat
för 400 personer och en avloppsvattenmängd motsvarande
45 1 per person och dygn, har anskaffats av en skolstyrelse
i Dade County, Florida. Det består av en emscherbrunn
och en biologisk bädd, utförda av stålplåt och flyttbara
med lastfordon. Det skall användas på skilda platser som
provisorium i avvaktan på att ett permanent reningsverk
blir utfört.

Torrsmörjning med Teflon kan ske genom anbringande
av ett några tiondels my tjockt skikt av plasten på
glidytorna. Beläggningen kan utnyttjas vid —60 till+ 260°C
och utgör samtidigt ett gott korrosionsskydd.

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:40:51 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1956/0612.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free