637-0132/02 – Metalurgie čistých kovů (MČK)

Student po absolvování předmětu získá schopnosti: - pochopit nutnost a význam čistých látek pro rozvoj nových oborů jako je mikroelektronika, optoelektronika… - klasifikovat způsoby dělení a rafinace látek, stádia čištění a zásady při výrobě vysoce čistých látek. - popsat základní charakteristiky iontové výměny, chromatografie, sorpce, extrakce, destilace, rektifikace, transportních reakcí, elektrodialýzy, elektrolýzy, elektropřenosu. - pochopit význam rozdělovacích koeficientů při separaci látek a souvislosti s termodynamikou fázových rovnovah. - využít teoretické poznatky krystalizačních metod směrové krystalizace a zonálního tavení včetně CZ metody při rafinaci látek a přípravě krystalů. - analyzovat poměry na fázovém rozhraní krystal-tavenina a jejich vliv na efektivní rozdělovací koeficient, přenos hmoty, kinetiku růstu krystalických látek, koncentrační podchlazení, konvekce a na růstové defekty. - pochopit význam přenosu hmoty a spojité zonální rafinace - získat přehled o technikách a zařízeních vhodných pro rafinaci konkrétních materiálů - aplikovat vhodné fyzikálně-metalurgické analytické metody pro charakteristiku vysoce čistých látek - určit hodnoty rovnovážných a efektivních rozdělovacích koeficientů z binárních a ternárních diagramů, termodynamických rovnic a z experimentu - zvolit vhodnou techniku pro získání tenkých vrstev epitaxní technikou a difuzí

V nových perspektivních oblastech vědy a techniky, jakými jsou např. polovodičová technika, mikroelektronika, optoelektronika, technika supravodivých materiálů, vakuová technika, jaderná metalurgie, kosmická metalurgie a technika jsou vyžadovány materiály, kovy a jejich speciální slitiny a sloučeniny o vysoké chemické čistotě s definovanými fyzikálními a strukturními parametry a specifickými užitnými vlastnostmi. Předmět "Základy metalurgie čistých kovů" se zabývá metodami rafinace a přípravy vysoce čistých látek, u nichž je kladen důraz nejen na vysoký stupeň chemické čistoty dosažitelný chemickými či fyzikálně - chemickými metodami hydrometalurgickými, jakými jsou sorpce, extrakce, krystalizace z vodných roztoků, elektrolýza, ale i pyrometalurgickými např. krystalizace z tavenin, vypařování, kondenzace a transportní reakce, elektropřenos, difuzní dělení látek, odstraňování plynů z tavenin i rafinace kovů ve vakuu. Při výrobě vysoce čistých kovů krystalizačními rafinačními metodami, zonálním tavením a směrovou krystalizací, jako hlavními metodami přípravy definovaných superčistých kovů i v monokrystalické formě dochází na fázovém rozhraní tavenina - krystal k řízenému přerozdělování příměsí a nečistot přítomných v základní látce.

[4] Vřešťál, J.: Výrobní procesy III. Skripta ČVUT Praha, 1983, 216 s. [5] Hein, K., Buhrig, E. Barthel, J. Kuchař, L.: Kristallisation aus Schmelzen, VGI Leipzig 1983, 344 s. Kristallizacija iz rasplavov, Metallurgia Moskva, 1987. [6] Vignorovič, V.N., Volpjan, A.J., Kurdujumov, G.M.: Napravlennaja kristallizacija I fizikochimičeskij analiz. Chimija Moskva, 1986, 200 s. [7] Hadamovsky, H.F.: Werkstoffe der Halbleitertechnik. VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1986, 386 s.

2 kontrolní testy