211service.com
Atbulinis tirpimas
Įsivaizduokite žiemos dieną su ledu įstiklintas kiekvienas šaligatvis ir medžio šaka. Tada temperatūra nukrenta ir ledas pradeda tirpti. Ledas, žinoma, niekada taip nesielgia. Tačiau kai kurios medžiagos iš tiesų tampa kietos į skystas, kai jos atšaldomos, o šis reiškinys vadinamas retrogradiniu tirpimu. MIT komanda dabar stebėjo šį keistą, atgal atrodantį procesą vienoje iš labiausiai paplitusių ir naudingiausių mus supančių medžiagų: silicio, elemento, naudojamo daugumai saulės elementų ir kompiuterių lustų gamybai.
Kitoks lydymosi tipas Mažas silicio lustas (švytintis oranžinis kvadratas šio specialaus šildymo įrenginio centre), perpildytas metaliniais teršalais, kaitinamas ir labai lėtai atšaldomas atgal.
Silicis paprastai tirpsta 1 414 °C temperatūroje. Tačiau mokslininkai išsiaiškino, kad silicio plokštelė, užteršta nedideliu kiekiu vario, nikelio ir geležies, atvėsusi žemiau 900 °C, sudarė purų kietos ir skystos medžiagos mišinį. Esant tokioms temperatūroms, naudojant specializuotą rentgeno fluorescencinį mikrozondą, galima stebėti silicio elgesį lydymosi metu. Šis atradimas turi tam tikrų galimų praktinių pasekmių ir gali paskatinti naujus naudingus medžiagos valymo metodus.
Išvada buvo aprašyta šiais metais paskelbtame dokumente Pažangios medžiagos Tonio Buonassisi, mechanikos inžinerijos ir gamybos profesoriaus asistentas, kartu su Steve'u Hudelsonu, SM '09, ir podoktorantūra Bonna Newman, PhD '08.
Pirmiausia jie išsklaidė varį, nikelį ir geležį į gryną silicį ir pakaitino mišinį iki 1140 °C, gerokai žemesnės už silicio lydymosi temperatūrą, bet pakankamai karštą, kad susidarytų metalų tirpalas silicyje. Greitai aušinant mišinį, silicis buvo persotintas – tai yra, jame buvo daugiau ištirpusio metalo, nei būtų įprastai, lygiai taip pat, kaip butelyje esančioje sodoje yra daugiau anglies dioksido, nei skystis išlaikytų esant įprastam slėgiui už butelio ribų. Tačiau kai mokslininkai pakaitino medžiagą ir leido jai lėčiau atvėsti, tarp kietos medžiagos susidarė skysti metalo ir silicio lašeliai. Jūs pasiekiate tašką, kuriame sukeliate kritulius, ir jis neturi kito pasirinkimo, kaip tik nusodinti skystoje fazėje, sako Buonassisi.
Tyrėjai nustatė, kad priemaišos – šiuo atveju pridėtas varis, nikelis ir geležis, kurios yra pagrindinės priemaišos, paprastai randamos silicyje – linkusios migruoti į skystį. Išnaudojus šį reiškinį, būtų galima naudoti pigesnių rūšių silicį tokiems įrenginiams kaip saulės elementai, nes medžiaga gali būti išvalyta gamybos proceso metu. Buonassisi teigimu, jei galite sukurti mažus skysčio lašelius silicio bloke, jie tarnauja kaip maži dulkių siurbliai nešvarumams susiurbti. Tada lašeliai sukietėja, išlaiko koncentruotas priemaišas, o likusi medžiaga lieka švaresnė.