Научная статья на тему 'Окисление хлоридов теллура и вольфрама в емкостном высокочастотном разряде и его анализ на основе неравновесной химической модели плазмы'

Окисление хлоридов теллура и вольфрама в емкостном высокочастотном разряде и его анализ на основе неравновесной химической модели плазмы Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
147
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕЛЛУРИТНЫЕ СТЕКЛА / ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ / ХЛОРИДЫ ТЕЛЛУРА И ВОЛЬФРАМА / НЕРАВНОВЕСНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПЛАЗМЫ / КОНДЕНСАЦИЯ ИЗ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ / TELLURITE GLASSES / PLASMA-CHEMICAL OXIDATION / TELLURIUM AND TUNGSTEN CHLORIDES / CHEMICAL NONEQUILIBRIUM PLASMA MODEL / CHEMICAL CONDENSATION FROM LOW-TEMPERATURE PLASMA

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Кутьин А. М., Поляков В. С., Лобанов А. С., Чурбанов М. Ф.

Получены образцы теллуритных стекол в результате совместного плазмохимического окисления хлоридов теллура и вольфрама в потоке аргона, кислорода в условиях емкостного ВЧ-разряда. По данным термогравиметрии установлены режимы прокаливания и последующего стеклования аморфных плазмохимических осадков. На основе неравновесной химической модели плазмы детализирован состав газовой и конденсированной фаз, соответствующий экспериментальным фактам, а также разработана методика расчета пересыщения для последующего макрокинетического анализа химической конденсации из низкотемпературной плазмы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Кутьин А. М., Поляков В. С., Лобанов А. С., Чурбанов М. Ф.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TELLURIUM AND TUNGSTEN CHLORIDE OXIDATION IN THE HIGH FREQUENCY CAPACITIVE DISCHARGE AND ITS ANALYSIS ON THE BASIS OF CHEMICAL NONEQUILIBRIUM PLASMA MODEL

Tellurite glass samples have been obtained as a result of joint plasma-chemical oxidation of tellurium and tungsten chlorides in a stream of argon and oxygen under HF capacitive discharge. Regimes of calcination and subsequent vitrification of amorphous plasma chemical precipitation have been found by thermogravimetric analysis. The composition of gas and condensed phases has been specified in compliance with experimental data on the basis of the chemical nonequilibrium plasma model. A procedure has also been worked out to calculate supersaturation for further macrokinetic analysis of chemical condensation from low-temperature plasma.

Текст научной работы на тему «Окисление хлоридов теллура и вольфрама в емкостном высокочастотном разряде и его анализ на основе неравновесной химической модели плазмы»

ХИМИЯ

УДК 537.525:542.943:546.24/.78

ОКИСЛЕНИЕ ХЛОРИДОВ ТЕЛЛУРА И ВОЛЬФРАМА В ЕМКОСТНОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОМ РАЗРЯДЕ И ЕГО АНАЛИЗ НА ОСНОВЕ НЕРАВНОВЕСНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПЛАЗМЫ

© 2010 г. А.М. Кутьин, В.С. Поляков, А.С. Лобанов, М.Ф. Чурбанов

Институт химии высокочистых веществ РАН, Н. Новгород [email protected]

Поступила в редакцию 06.11.2009

Получены образцы теллуритных стекол в результате совместного плазмохимического окисления хлоридов теллура и вольфрама в потоке аргона, кислорода в условиях емкостного ВЧ-разряда. По данным термогравиметрии установлены режимы прокаливания и последующего стеклования аморфных плазмохимических осадков. На основе неравновесной химической модели плазмы детализирован состав газовой и конденсированной фаз, соответствующий экспериментальным фактам, а также разработана методика расчета пересыщения для последующего макрокинетического анализа химической конденсации из низкотемпературной плазмы.

Ключевые слова: теллуритные стекла, плазмохимическое окисление, хлориды теллура и вольфрама, неравновесная химическая модель плазмы, конденсация из низкотемпературной плазмы.

Введение

Активно развивающийся метод плазмохимического осаждения из газовой фазы, кроме результативного использования в технологиях создания электронных приборов, солнечных элементов и др., находит применение для получения новых материалов и покрытий, в том числе с наноразмерной структурой [1]. «Без-электродные» ВЧ-разряды (рис. 1), позволяющие в незагрязняющих условиях проводить осаждение из высокочистых веществ на внутреннюю поверхность опорной трубки, нашли

применение при производстве оптических волокон [2].

Цель работы - совместное плазмохимическое окисление хлоридов теллура и вольфрама в потоке аргона, кислорода в условиях емкостного ВЧ-разряда, а также анализ и детализация продуктов плазмохимической конденсации на основе неравновесной химической модели плазмы.

Экспериментальная часть

Установка (рис. 2) состоит из системы подачи реагентов, механизма перемещения электро-

Рис. 1. Разрядная трубка (а) с электродами (2) и эквивалентная высокочастотная схема (б). Приложенное напряжение и (< 2 кВ) при разрядном токе I (< 10 А) определяется формулой и = 1(Я+22+2/(/юС)), в которой С - емкость конденсаторов, образованных электродами и проводящим каналом плазмы (1), обладающим омическим сопротивлением Я; 2 - полное сопротивление (импеданс)

дов, системы откачки и утилизации, ВЧ-ге-нератора и блока контроля и управления. Система подачи реагентов включает газовые линии, прецизионные электронные регуляторы расхода газов и термостатируемые источники реагентов. В качестве газа-носителя используется аргон. Осаждение смеси TeO2-WOз на внутренней поверхности трубки из силикатного стекла проводили окислением паров ТеС14 и WCl6 кислородом в плазме ёмкостного разряда. Опорная трубка находилась внутри термостата, позволяющего поддерживать необходимую температуру во время осаждения и послеростового отжига. Температуру опорной трубки контролировали пирометром, соотношение хлоридов

задавали температурами испарителей и потоками аргона через них.

Конструкционные характеристики реактора: длина плазмоактивированной зоны между электродами - 3.25 см, длина опорной трубки ~ 150-200 см, внешний и внутренний диаметр трубки 10 и 8 мм соответственно. Характерные параметры процесса: температура термостата ~ 230°С, равные потоки кислорода и аргона -30 мл/мин, давление в реакторе - 1.01 кПа. Конкретизация режимов по серии опытов представлена в следующей статье данного выпуска журнала.

На рис. 3 изображен типичный внешний вид опорной трубки с нанесённым слоем. В зависи-

11

Рис. 2. Схема установки плазмостимулированного парофазного осаждения РЕСУБ: 1 - краны, 2 - система очистки газа, 3 - электронный регулятор расхода газа, 4 - источник реагента, 5 - опорная трубка, 6 - кожух термостата зоны реакции, 7 - пирометр, 8 - электроды, 9 - механизм продольного перемещения, 10 - ВЧ-генератор, 11 - система откачки и утилизации

а

Рис. 3. Фотографии осаждённого слоя (ТеО2)075 - ^О3)025 на опорной трубке (а) и фрагментарно с разным увеличением (б, в)

мости от заданной величины перемещения электродов длина реакционной зоны составляла 150-200 мм. Выращивались слои толщиной до 80 микрон. Полученные в оптимизированных условиях механически прочные слои полупрозрачны. Сцепление со стенками опорной трубки зависит от её нагрева во время процесса осаждения. Слой по своей структуре представляет собой слипшиеся шарообразные образования. Пространство между ними, судя по всему, заполнено газом, так как оценённая нами объёмная плотность осажденного слоя (4.5 г/см3) меньше, чем у теллуритного стекла аналогичного состава (~ 6 г/см3).

Аморфный, но не стеклообразный характер непосредственно осаждённых слоёв, с одной

стороны, подтверждается отсутствием характерного пика расстеклования на ДСК-кривых (рис. 4а), с другой - наличием экзотермического пика кристаллизации, предшествующей плавлению. Серия преимущественно эндотермических пиков, сопровождающаяся потерей массы на сопутствующей ТГ-кривой при синхронном термоанализе, связана с испарением и разложением хлорсодержащих соединений. Конкретизация состава примесных компонентов и выявление факторов, уменьшающих их содержание - одна из задач моделирования плазмохимического процесса.

Термообработка осадка (скорость нагрева 10 град/мин и скорость охлаждения 15 град/мин) дает теллуритное стекло с характерной для него

Пик: 484.4 °С

Т экзо

а

экзо

0.2

0.0

-0.2

О -0.4

-0.6

Пик: 558.5 °С Начало: 523.8 °С

Стеклование:

Начало:

Середина:

Перегиб:

Конец:

Изменение Ср

Начало*: 616.9 °С

352.7 °С

356.7 °С

361.8 °С 360.6 °С

0.186 мВ/(г-К)

Пик: 630.3 °С

100

200

300

400

500

600

Т, °С

Рис 4. Термограмма РЕСУБ-осадка (а) и полученного из него стекла состава 75Те02 - 25WOз (б). Звездочками отмечены некалиброванные значения скачка теплоемкости и пика плавления

б

термограммой ( рис. 4б) с температурой расстеклования (356.7°С), пиками кристаллизации (523.8°С) и плавления (616.9°С).

Приложение неравновесной химической модели низкотемпературной плазмы (НТП) к анализу продуктов гетерофазного

плазмохимического окисления хлоридов Te и W

Обзор современных теоретических методов анализа гетерофазных плазмохимических систем [3] показывает, что кинетический подход практически не применим из-за отсутствия констант скоростей, не изученных гомогенных и, тем более, гетерогенных плазмохимических реакций с участием Те, ', С1, О. С другой стороны, возможности базирующейся на термодинамике химической модели плазмы [4] ограничены анализом термических или равновесных плазмохимических состояний.

Анализ стационарно-неравновесных состояний «неизотермической» НТП в открытых системах, которая кроме термометрической газовой температуры Т, относящейся к подсистеме поступательных и вращательных степеней свободы, характеризуется дополнительными электронной (Те) и колебательной (Ту) температурами, целесообразно строить на основе определения стационарно-неравновесных состояний составляющих ее компонентов [5].

Энтропия и энтальпия газообразных компонентов, представляемые соответствующими вкладами по степеням свободы, с учетом их отдельной термодинамической охарактеризо-ванности параметрически задаваемыми температурами Те и Ту, имеют вид:

5Г„ ,те (Т) = (Т) + 5Гу + 5Те, (1)

яТу ,Те (Т) = н (0) + н_г (Т) + яТу + яТе. (2)

Поступательно-вращательные составляющие энтропии и энтальпии в классическом высокотемпературном приближении при температуре Т рассчитываются на основе числа г вращательных степеней свободы (г = 0, 2, 3, соответственно, для атомов, линейных молекул, многоатомных нелинейных молекул) и вращательных моментов I (1 = 1...г). Верхний индекс а в скобках в выражении (3) означает использование относительных атомных единиц массы и атомных единиц длины для межатомных длин связей. Значения фундаментальных констант кв и Й вместе с коэффициентами соответствия указанных единиц единицам системы СИ определяют значения вещественных констант, входящих в энтропию (3).

^-г(Т) = Я| ІпТ + |іпМ(а) -1.164856+

+ 1п

£0

а

, (

+ -

-111п п-3.46145 1+ (3)

1 Г ~

+ -Ё 1п7/а) - 1пР 21=\

н<-г (Т )■

5 + г 2

ЯТ.

(4)

Отметим также, что во вращательную энтропию сомножителем к вырожденности нижнего электронного состояния £о входит вырож-денность ядерных спиновых состояний gяд, однако ввиду неизменности последней при химических превращениях по договоренности [6] ее

принято не учитывать. Р - давление в единицах атмосфер.

Необходимый учет ангармонизма высокоэнергетических колебаний активно диссоциирующих молекул в плазме выполнен на основе аппроксимационо расширенного метода вычисления статсуммы [7], использующего больцма-новское распределение по колебательным уровням при температуре Ту. Соответствующие выражения для колебательных энтропии и энтальпии представлены в виде соответствующих сумм по внутримолекулярным колебаниям:

«г, =

Вк иак + 1п(| + Вк ) +

(1 + Вк)пиак -1 + 1п(! +

А- +1

(5)

^ к + Вк (і -а к )®к

(1 + Бк)»(1 -а,К -Ту + 1п(! + Ак)

Ак +1

(6)

где 0^ - характеристическая температура (час-

тота V

к

®к

к

) внутримолекулярных колеба-

ний; соотношение иак = (1 -ак)лк соответствует уменьшению ангармонических частот по

отношению к гармоническим ик . Пара-

ду

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

метры ангармоничности, исходя из известного Иуъ

соотношения а

к

ук

-4=, оценивались по усред-

ненной энергии диссоциации на связь; Бк = 1

ехрСи* ) -1

- Бозе-функция, Ак = 2акикБк .

2

к

+

к

Значение параметра п = 4 получено из сопоставления с точным численным решением задачи ангармонических колебаний для двухатомной молекулы с потенциалом Морзе.

Распределение атомов и молекул по электроновозбужденным состояниям, аппроксимированное распределением Больцмана с температурой Те , определяет соответствующие составляющие энтропии и энтальпии:

нт =

те

Е„

(7)

ЕЄ = Е 8і/о Еі ехР

_Е_

(8)

где Еі/о =-

- вырожденность і-ого возбуж-

денного электронного уровня с энергией Е относительно основного с вырожденностью g0. Отметим, что содержащее g0 энтропийное слагаемое, объединенное с молекулярным числом симметрии о, вынесено в поступательновращательную составляющую.

Наконец, только поступательные составляющие (г = 0) электронного газа определяют его энтропийные и энтальпийные характеристики, которые при температуре Те могут быть вычислены по формулам (3), (4). С другой стороны, термодинамические функции электронного газа представлены в соответствующих банках данных (БД) [6, 8].

В температурной зависимости энергии Гиббса стационарно-неравновесного состояния колебательная (Т„) и электронная (Те) температуры играют роль параметров, определяемых балансом электромагнитного воздействия на электронную подсистему и релаксационного обмена энергией выделенных подсистем:

сТу т (т) = нГу т (т) - теГу т (т),

о _

g ~ БТ ~ ф.

в энтальпию при 0 К Н (0), которая при наличии стандартной энтальпии образования газообразного компонента А у Н ° (298.15) равна

И(0) = А!Н (298.15) - АН(0 - 298.15), (10)

где энтальпия нагревания ДН(0 - 298.15) на указанном интервале температур рассчитывается по формулам (2), (4), (6), (7), (8), (10).

Экстремальный принцип анализа стационарно-неравновесных состояний [5, 9, 10] сложной плазмохимической системы по «многотемпературно» охарактеризованным индивидуальным компонентам, включая ионные, формирует стационарно-неравновесную химическую модель плазмы (НХМП). Для используемой в работе слабо ионизованной плазмы (степень ионизации а < 10"5) можно пренебречь кулоновским взаимодействием в ионно-электронной подсистеме, которое при заметных а можно учесть через дебаевские коэффициенты активности.

Математический аппарат НХМП, использующий экстремальные свойства термодинамических потенциалов, подобно реализациям [11-13] для гетерофазных плазмохимических систем, сводится к решению балансных по фазам (11) и независимым компонентам (12) нелинейных уравнений, в которых искомый компонентный состав системы {п} выражен (14) через химические потенциалы (Ху) независимых у-х компонентов, в нашем случае элементов (атомов).

Е

Пі а

Е пап- ьі =

Пу ЄХР

I ау к» + 1 аі1 Х1 - gi

]'“]

V ] 1

(11)

(12)

(13)

(14)

(9)

Для используемых в расчетах приведенной и безразмерной энергии Гиббса (§) или противоположной ей по знаку функции Планка (ф) конкретизирован поступательно-вращательный вклад, являющийся комбинацией функций (3), (4). Остальные составляющие представлены функциями (5)-(9).

По принятым соглашениям об уровне отсчета энергетических функций [6] энергия «нулевых» колебаний — ^ 0 к считается включенной 2 к

Исходной информацией для системы уравнений (11)—(14) является брутто-состав системы, в относительной (безразмерной) форме задаваемый элементными или атомными долями 0 < Ьу <

1. Набор возможных химических соединений (1 < г < г0) из 1 < у < у0 атомов детерминирован матрицей стехиометрических коэффициентов ау содержания у-ого атома в г-ом соединении. Распределение г0 компонентов по /0 фазам определяется уравнениями (11), где а# = (0, 1} - коэффициенты принадлежности г-го соединения фазе / При относительной характеристике элементного брутто-состава системы компонентный состав п , а вслед за ним и компонентное содержание в фазе / п ^ также характеризуются безразмерными

е

0 £

1

нО

ч

о

нО

ч

о

со

£

о

о

и

350

550

750

950 т К

0

Й

1

л

ц

о

л

Ц

о

ё

о

о

350

550

750

950

Рис. 5. Термодинамически обусловленный состав газообразных (а) и конденсированных продуктов (б) системы 0.8ТеС14 + 0^С16 + а 1.102 + 5Аг; а = 2, P = 1.01 кПа

единицами моль/моль-атом. Наконец, индивидуальная характеристика каждого компонента заключена в приведенной энергии Гиббса , оп-

ределяемой формулами (1)-(10).

Пред ставленная формулировка (11)—(14) экстремальной задачи посредством /0 уравнений (13) при заданных Ь; и коэффициентах а; устанавливает дополнительные, в том числе экспериментально установленные взаимосвязи по составу компонентов или их энергетике. По аналогии с работами [13, 14], такой прием обогащает метод возможностями анализа так называемых условно-экстремальных состояний. Необходимое для плазмы условие на общий заряд, в частности нулевой, входит в число таких добавочных уравнений.

Анализ гетерофазных стационарно-неравновесных состояний в процессе плазмохимического формирования теллуритно-вольфраматных осадков из хлоридов соответствующих элементов в среде кислорода и аргона по уравнениям (11)—(14) выполнен на основе предварительно подготовленных «многотемпературных» функций Планка (9), (10) для представленного ниже набора возможных атомных и молекулярных форм с учетом электроновозбужденных состояний, а также их положительных и отрицательных ионов: О, С1, *Те, 02, 03, С12, Те2, ТеО, Те3, С10, С120, С102, *Те02, ТеС1, *ТеС12, ТеС13, *ТеС14, Те0С1, *Те0С12, Те0С13, Те0С14, Те02С1, Те02С12, *'№, WC1, W0, *WC12, *W02, '^С1, *WC13, *W03, *W0C12, W02C1, *WC14, *W0C13, *W02C12, *WCl5, W0C14, *WC16, Аг.

I

I

Л

Ч

О

-3

О

8

§

о

О

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

§

I

л

о

о

8

I!

о

О

350

550

750

950

Т, К

а

Рис. 6. Состав низкотемпературной плазмы (1, = 1.72 эВ, Т~, = 2) исходной смеси 0.8ТеС14 + 0.2WC16 + а'1.102 + + 5Аг; а = 5, P = 1.01 кПа: а - газообразные продукты, б - конденсированные. (Безразмерная колебательная температура ~ ТеТ - величина, отнесенная к среднему геометрическому из электронной и измеряемой тем-

ператур)

Кроме учтенных таким образом 116-ти газообразных компонентов, включая электронный газ, конденсированная фаза охарактеризована 16-ю возможными соединениями (соответствующие химические формулы дополнительно отмечены звездочкой). Источником термодинамических функций по части газообразных и конденсированных веществ явился БД ИВТАН-ТЕРМО [8]. Эти данные использовались также для «настройки» и проверки расчетных методик.

Квантово-химические расчеты энергии, геометрических характеристик и колебательных частот молекул выполнены по методу функционала плотности DFT со смешанным потенциалом BHandHLYP. Для хлора, кислорода и их

общих соединений использовался базисный набор 6-311++G(2d, 2р), для всех теллуросодержащих соединений DGDZVP, а для всех вольфрамсодержащих - LanL2DZ. Электроновозбужденные состояния рассчитаны по времязависи-мому (йте^ереЫеЫ) методу функционала плотности TD DFT с потенциалом и базисами, примененными для расчета молекул в основном электронном состоянии.

Обсуждение результатов

Анализу стационарно-неравновесных плазмохимических состояний (рис. 6) предшествовал расчет равновесного состава термического пре-

вращения системы реагентов 0.8TeC14+0.2WC1l5 в среде аргона при двухкратном избытке кислорода в отношении стехиометрически полного превращения хлоридов в соответствующие оксиды (рис. 5). Термическое окисление хлоридов в широком интервале температур приводит к образованию оксидов (см. рис. 5б). Отметим, что термодинамически ожидаемый состав окисления в разной степени для хлоридов теллура и вольфрама кинетически достижим только при повышенных температурах. Прогнозируемыми примесными соединениями в осадке при этом являются ТеС12 и ТеОС12, несмотря на наличие трех индивидуально охарактеризованных устойчивых оксихлоридов вольфрама [15].

Воздействие низкотемпер атурной плазмы пониженного давления (~10 Па) приводит к обеднению молекулярного состава газовой фазы (рис. 6а). Из множества возможных газообразных компонентов в заметном количестве кроме аргона присутствуют молекулярный и атомарный кислород, а также атомарный хлор. С позиции анализа стационарно-неравновесных состояний это объясняется энергетическим насыщением плазмоактивированной газовой фазы, что приводит к «вытеснению» элементов в конденсат и, кроме обогащения его компонентного состава, значительно изменяет температурные условия осаждения отдельных компонентов (рис. 6б). Осаждение оксидов теллура и вольфрама, по данным рис. 6, происходит в более узком интервале повышенных температур (Т > 850 К) и в его начале сопровождается со-осаждением примесных ТеОС12 и ТеС14.

Доказательство того, что наблюдаемое при синхронном термоанализе (рис. 4) деструктивное испарение из плазмохимического осадка в области 770°С обусловлено предсказываемыми теллурсодержащими компонентами, выполнено проведением дополнительного эксперимента по раздельному окислению хлоридов теллура и вольфрама. Потеря массы по ТГ-кривой наблюдается только из осадков, соответствующих окислению хлорида теллура.

Характеризуемое неравновесной химической моделью плазмы предельно возможное стационарно-неравновесное состояние как тенденция плазмохимического осаждения осуществляется через стационарный диффузионно-кинетический режим его реализации. С целью определения пересыщения конденсации выполнен расчет исходного состояния плазмы без конденсированных компонентов (рис. 7), который в нашем случае не очень разряженной, так называемой, столкновительной плазмы отражает ионно-молекулярный состав проводящего канала плазмы - плазменного «шнура» (рис. 1).

Макрокинетические закономерности осаждения на внутреннюю поверхность диэлектрической опорной трубки из плазменного «шнура», одновременно играющего роль незагрязняющего внутреннего электрода, в коаксиально-цилиндрическом емкостном разряде представлены в следующей статье данного выпуска журнала. Там же детализированы режимы осаждения, результаты опытов и обсуждаются вопросы выбора электронной и колебательной температур.

0

Й

1

О

о

350

550

750

950 Т,К

Рис. 7. Состав низкотемпературной газовой плазмы (Ге = 1.72 эВ, т~, = 2) без её конденсации для системы 0.8ТеС14 + 0^С16 + а'1.102 + 5Аг; а = 5, P = 1.01 кПа

Выводы

1. Показано, что по условиям низкотемпературного плазмохимического воздействия (температура стенок 310-380°C) снимаются кинетические ограничения на совместное количественное осаждение TeO2-WO3 из хлоридов соответствующих элементов в потоке аргона и стехиометрически избыточного кислорода. Получены образцы теллуритных стекол прокаливанием плазмохимического осадка.

2. Анализ процесса с применением неравновесной химической модели плазмы позволил:

- детализировать состав газовой и конденсированной фаз, соответствующий экспериментальным фактам;

- разработать методику расчета пересыщения для последующего макрокинетического анализа химической конденсации из низкотемпературной плазмы.

Список литературы

1. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. акад. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. Вводный том IV. Раздел XI.5. Общие вопросы прикладной плазмохимии. С. 331-445.

2. Hunlich Th., Bauch H., Kersten R.Th., Paquet V., Weidmann G.F. Fiber-preform fabrication using plasma technology: a review // J. Opt. Commun. 1987. V. 4. № 8. P. 122-129.

3. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. акад. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. Вводный том III. Раздел VIII.2. Кинетика и механизмы процессов в гетерофазных плазмохимических системах. С. 330-382.

4. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / Под ред. акад. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. Ввод-

ный том I. Раздел 111.1.5. Термодинамическое моделирование плазмохимических процессов. С. 322-327.

5. Стратонович Р.Л. Нелинейная неравновесная термодинамика. М.: Наука, 1985. 480 с.

6. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: в 4 т. / Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. 3 изд. Т. 1. Кн. 1. М.: Наука, 1978. 496 с.

7. Кубо Р. Статистическая механика. М.: Мир, 1967. 452 с.

8. Банк данных термодинамических величин ИВТАНТЕРМО. Электронная версия для ’№ЕЖО’№8. М.: ТЕРМОЦЕНТР РАН, 1992-2005.

9. Циглер Г. Экстремальные принципы термодинамики необратимых процессов и механика сплошной среды. М.: Мир, 1966. 135 с.

10. Неорганическое материаловедение: Энцикло-пед. изд.: В 2 т. / Под ред. В.В. Скорохода, Г.Г. Гне-сина. Киев: Наукова думка, 2008. Т. 1: Основы науки о материалах. Термодинамика необратимых процессов / Гусак А.М. С. 239-260.

11. Синярев Г.В., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г. Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. М.: Наука, 1982. 263 с.

12. Иориш В.С., Белов Г.В., Юнгман В.С. Программный комплекс ИВТАНТЕРМО для Windows и его использование в прикладном термодинамическом анализе. Препринт ОИВТАН № 8-415. М., 1998. 56 с.

13. Кутьин А.М., Кацнельсон К.М., Медвец-кая В.Ю. Метод расчета равновесных и условноравновесных состояний многокомпонентных гетерогенных систем // Тез. докл. VI Всес. школы-семинара «Применение математических методов для описания и изучения физико-химических равновесий». Новосибирск, 1989. С. 65-66.

14. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1987. 192 с.

TELLURIUM AND TUNGSTEN CHLORIDE OXIDATION IN THE HIGH FREQUENCY CAPACITIVE DISCHARGE AND ITS ANALYSIS ON THE BASIS OF CHEMICAL NONEQUILIBRIUM PLASMA MODEL

A.M. Kutyin, V.S. Polyakov, A.S. Lobanov, M.F. Churbanov

Tellurite glass samples have been obtained as a result of joint plasma-chemical oxidation of tellurium and tungsten chlorides in a stream of argon and oxygen under HF capacitive discharge. Regimes of calcination and subsequent vitrification of amorphous plasma chemical precipitation have been found by thermogravimetric analysis. The composition of gas and condensed phases has been specified in compliance with experimental data on the basis of the chemical nonequilibrium plasma model. A procedure has also been worked out to calculate supersaturation for further macrokinetic analysis of chemical condensation from low-temperature plasma.

Keywords: tellurite glasses, plasma-chemical oxidation, tellurium and tungsten chlorides, chemical nonequilibrium plasma model, chemical condensation from low-temperature plasma.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.