ISSN:
0044-2313
Keywords:
Chemical vapour transport of W
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thermochemical calculations
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Chemistry
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Inorganic Chemistry
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
On the Chemical Transport of Tungsten using HgBr2 - Experiments and Thermochemical CalculationsUsing HgBr2 as transport agent tungsten migrates in a temperature gradient from the region of higher temperature to the lower temperature (e.g. 1 000 → 900°C). The transport rates were measured for various transport agent concentrations (0.64 ≤ C(HgBr2) ≤ 11.74 mg/cm3; T̄ = 950°C) and for various mean transport temperatures (800 ≤ T̄ ≤ 1 040°C). Under these conditions tungsten crystals were observed in the sink region.To observe the influence of tungsten dioxide (contamination of the tungsten powder) on the transport behaviour of tungsten, experiments with W/WO2 as starting materials were performed.According to model calculations the following endothermic reactions are important for the migration of tungsten: \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \begin{array}{l} {\rm W}_{\rm s} + 5/2\,{\rm HgBr}_{2.{\rm g}} = {\rm WBr}_{5,{\rm g}} + 5/2\,{\rm Hg}_{\rm g}\\ {\rm W}_{\rm s} + 2\,{\rm HgBr}_{2,{\rm g}} = {\rm WBr}_{4,{\rm g}} + 2\,{\rm Hg}_{\rm g}\\ \end{array} $$\end{document} In the presence of H2O or WO2 other equilibria play a role, too.Using a special “transport balance” we observed a delay of deposition of tungsten (e.g. T̄ = 800°C; 15 h delay of deposition) with W and W/WO2 as starting materials.The heterogeneous and homogeneous equilibria will be discussed and an explanation for the non equilibrium transport behaviour of tungsten will be given.
Notes:
Mit HgBr2 als Transportmittel wandert Wolfram in geschlossenen Quarzglasampullen im Temperaturgefälle in die weniger heiße Zone (z. B. 1 000 → 900°C). Im gesamten untersuchten Temperaturbereich (800 ≤ T̄ ≤ 1 040°C) als auch bei einer Variation der Transportmitteldichte (0,64 ≤ C(HgBr2) ≤ 11,74 mg/cm3; T̄ = 950°C) wurden die Transportraten bestimmt. Stets hatte sich nur kristallines metallisches Wolfram als einphasiger Bodenkörper in der Senke abgeschieden.Um den Einfluß oxidischer Verunreinigungen zu simulieren, wurde die Temperaturabhängigkeit der Transportrate (800 ≤ T̄ ≤ 1050°C) in Vergleichsexperimenten mit heterogenem Ausgangsbodenkörper (W/WO2) ebenfalls untersucht.Nach dem Ergebnis der Experimente sowie begleitender Modellrechnungen sind die für das Transportgeschehen maßgeblichen heterogenen Gleichgewichte: \documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ \begin{array}{l} {\rm W}_{\rm s} + 5/2\,{\rm HgBr}_{2.{\rm g}} = {\rm WBr}_{5,{\rm g}} + 5/2\,{\rm Hg}_{\rm g}\\ {\rm W}_{\rm s} + 2\,{\rm HgBr}_{2,{\rm g}} = {\rm WBr}_{4,{\rm g}} + 2\,{\rm Hg}_{\rm g}\\ \end{array} $$\end{document} Daneben spielen weitere heterogene Gleichgewichte - insbesondere in Gegenwart von WO2 bzw. H2O - eine wenn auch nur untergeordnete Rolle.Unabhängig vom Ausgangsbodenkörper (W oder W/WO2) konnten aufgrund kontinuierlicher Messungen der Transportraten mit der sog. „Transportwaage“ zu niedrigen mittleren Temperaturen hin Ungleichgewichte nachgewiesen werden. Aus der Aufzeichnung der Massenänderung mit der Zeit ist klar erkennbar, wenn die Abscheidung des Metalls stark verzögert einsetzt, so z. B. erst nach 15 h bei T̄ = 800°C.
Additional Material:
11 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19946200520
