Introduction - Les impuretes, meme en faibles teneurs, modifient beaucoup
les proprietes physiques des metaux. Ainsi, pour une etude profonde de ces proprie,
tes , on a besion d'un metal extremement pur. La methode de la zone fondue a
permis cette realisation .
Principe - Dans la methode de purification dite de la «zone fondue» decouverte
par PFANN en 1952, une courte zone liquide est deplacee lentement, plusie,
urs fois dans le meme sens, le long d'un barreau metallique, Cette zone fondue est
limitee par une interface de fusion et une interface de solidification. A l'interface de
solidification, la concentration en solute dans le solide venant de se deposer differe de
celIe du liquide. Si le solute abaisse le point de fusion du materiau, sa concentration
dans Ie solide qui se forme est plus faible qua dans le liquide, le solute est donc rejete
par le solide dans la couche liquide en contact avec I'interface, et de la, diffuse dans
toute la zone liquide. Si le solute eleve le point!' de fusion du materiau , l'effet
inverse se produit . Les impuretes du premier type se trouvent ainsi draineees dans
le sens du deplacement de la zone fondue alors que les autres sont entrainees dans la
direction opposee L'efficacite du precede de purification pour une impurete donee depend de la vitesse d'homogeneisation au sein de la zone liquide , de la vitesse et de la regularite du deplacement de I' interface de solidification de la zone fondue et de la constance de la longueur de cette derniere .
Mode operatoire- Cette methode s'applique de deux manieres differentes:
- Dans Ia methode dite «zone fondue horizontale» Ie harreau metallique est
place dans une nacelle en matiere refractaire tel que l'alumine frittee dans Ie cas de
purification de I'aruminium - Pour certains metaux tel que cuivre et Ie zirconium, il ne semble pas possible
de disposer d'un refractaire convenable, On est done oblige de realiser la fusion
sans nacelle. Le barreau est alors place verticalement dans l'axe d'une tube de silicc,
dans lequel on fera le vide. Cette methode est dite «la zone fondue flottante »
ou «verticale» .
Resultats - Par la methode de la zone fondue on a pu obtenir un metal
extremement pur dont I'impurete est de l'ordre de p. p. m . (partie par million) .
Ainsi un uranium electrolytique qui contient de l'ordre de 200 p. p. m. d'impuretes,
apers 9 passage de Ia zone fondue, il n'en contenait que 100 p.p.m.
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