Chimie și Tehnologie Chimică
Este încă dificil să se prevadă dacă metodele de creștere a cristalelor se vor dezvolta în viitorul apropiat. astfel încât sarcinile cum ar fi cristalizarea miezului sau a fibrelor lungi de azbest din topiturile omogene pot fi rezolvate. Dezvoltarea relativ lentă a acestor metode, de la primele experimente Tamman, Czochralski Kyropoulas și Stockbarger până în prezent sugerează dificultăți tot mai mari care stau în calea aplicării legii exponențiale. iar rezultanta cerințe absolut necesare pentru puritatea finală a topiturii, la constanța distribuției temperaturii în topitură și a permanenței gradienților de temperatură necesare. Este imposibil să cedezi pesimismului din cunoașterea faptului că există multe obstacole în calea realizării acestor îmbunătățiri [c.383]
Nevoia de extindere a nomenclatorului cristalelor singulare artificiale a contribuit totuși la dezvoltarea unor noi metode de cultivare, fundamental diferite de metoda Verneuil. Deci, în 1917, I. Czochralski a propus să deseneze cristale din topit în creuzet [86]. Apariția acestei metode a făcut posibilă realizarea cristalizării în condiții strict controlate de temperatură. Metoda Czochralski a făcut posibilă realizarea procesului de cristalizare în vid, precum și în atmosfere neutre controlate. Spre deosebire de metoda Verneuil, metoda Czochralski a fost supusă unor modificări fundamentale. Astfel, în 1926, S. Kyropoulos a înlocuit funcționarea cristalelor de descompunere din topitură la cristalizarea directă a topiturii prin reducerea ușoară a temperaturii [87]. În acest caz, însă, apar dificultăți. Extracția unui singur cristal crescut din creuzet. Problema a fost rezolvată MI Musatov, care a sugerat etapa de cristalizare finală a trage un singur cristal printr-un contact la distanță că se opune cu pereții creuzetului a cristalului individual [88]. [C.86]
Din aceasta rezultă că CBv crește cu creșterea x. Pentru ilustrare, Fig. 109 arată dependența Sf. / Co de la x la K = 0,25. După cum se vede din această figură, concentrația de impurități în stare solidă, crește în mod dramatic, mai ales la sfârșitul procesului de cristalizare. Cauzate de această distribuție inegală a activatorului când metoda Kyropoulos utilizată este eliminată, astfel încât numai o mică proporție din topitură este transformată într-un singur cristal (cu toate acestea, în acest caz, distribuția poate fi neuniformă datorită volatilizării activatorului din topitură în timpul creșterii cristalului). Trebuie totuși remarcat faptul că la concentrarea activatorului. aproape de optim, dependent de ea cel mai important pentru scopuri practice, proprietățile cristalelor este de obicei neglijabilă, și, prin urmare, nu iau întotdeauna grijă de adoptarea unor măsuri care să asigure o distribuție uniformă strict de activator al lungimii cristalului. [C.254]
Cresterea monocristalelor de rubin și safir este în prezent în diferite metode de topitură Verneuil, Czochralski, metoda de cristalizare orizontal și vertical modificat Kyropoulos et al. În 1909, M. A. Verneuil [29] a fost mai întâi obținut prin corindon său albastru (safir). Ca impurități de colorare, a folosit oxid de titan (0,5%) și magnetit (2,5%). Potrivit lui G. Smith [29], în prezent se adaugă o cantitate de fier în suită. Cu toate acestea, în spectrul de absorbție al urmelor de fier nu se găsesc, indicând faptul că probabilitatea de volatilizare sale în timpul creșterii cristalelor. [C.231]
Metoda lui Kyropoulos. precum și metoda Czochralski. se referă la metode cu volum nelimitat de topire. Spre deosebire de metoda lui Stepanov, forțele capilare nu sunt folosite pentru a realiza metoda lui Kyropoulos. Această metodă constă în faptul că creșterea singurelor cristale se efectuează direct în topitură printr-o scădere treptată a temperaturii. În acest caz, cristalul de însămânțare poate apărea pe un frigider cu refrigerare special (datorită selecției geometrice). Se utilizează de asemenea un cristal de însămânțare. armate anterior pe frigider (Figura 69). [C.103]
Cristalele unice utilizate pentru studiul sărurilor purificate ale compușilor cu halogenuri alcaline au fost crescute din topitură prin metoda lui Kyropoulos. În multe cazuri, această tehnică a fost utilizată de asemenea pentru a crește fosforii de halogenuri alcaline activate de diverse impurități. Totuși, în cazurile în care punctul de fierbere al compusului activator este mult mai mic decât punctul de fierbere al bazei. producerea cristalelor activate prin metoda Kyropulos este foarte dificilă sau chiar complet imposibilă, deoarece impuritatea activatoare se evaporă rapid. [C.47]
O versiune modernă a dispozitivului pentru creșterea cristalelor folosind metoda Nakken-Kyropoulos [64] este prezentată în Fig. 35. Ordinul de creștere este după cum urmează. În funcție de material, temperatura topiturii este menținută la 10-40 ° deasupra punctului de topire, ceea ce asigură îndepărtarea tuturor cristalitelor. Capătul emisferic al unei bare de metal răcit în partea superioară de un curent de apă rece. coborât pentru a intra în contact cu topitura. Temperatura topiturii este apoi coborâtă înainte ca cristalizarea să înceapă pe tija. După aceasta, tija este ridicată astfel încât numai un singur cristal rămâne în contact cu topitura. Creșterea originii [c.231]
Fig. 35. Aparatură pentru creșterea cristalelor în conformitate cu metoda Nakken-Kyropoulos
Metoda de tragere de cristal, care a aplicat Czochralski [19] pentru a produce lung, cristale metalice subțiri. foarte similar cu cel precedent. Diferența este că, atunci când cristalele sunt crescute prin tragerea de cristalizare are loc numai ca rezultat al răcirii solide (temperatura topiturii este constantă), în timp ce cristalizarea prin metoda Nacka Kyropoulos se datorează răcirea topiturii, iar embrionul. [C.233]
Tammann și Be au dezvoltat, de asemenea, o altă metodă elementară de creștere a singurelor cristale de săruri. bazat pe obținerea unui număr foarte mic de centri de cristalizare într-o topitură extrem de lentă și răcită uniform. Această idee a fost utilizată pentru a obține cristale singulare de înaltă calitate ale halogenurilor alcaline la o temperatură constantă. aproape (ILo ° deasupra), punctul de topire al topiturii și la o singură parte de îndepărtare a căldurii cu ajutorul unui tub de platină plasat în apropierea centrului cristalului. Kyropoulos „și așa mai departe îmbunătățit metoda Stockbarger, că acestea ar putea obține bromuri și cloruri ale metalelor alcaline. Adecvate pentru studii optice, fotoelectrice și dielectrice. Ulterior plantelor și I. G. Farbenindustrie Hershou Chemical Company monocristalelor superioare a fost utilizată, această metodă de cristale în creștere cu diametrul până la 30 cm la înălțime [c.383]
Această ecuație este valabilă pentru toate procesele de creștere a cristalelor conservatoare. dar este dificil pentru ei să folosească atunci când procesul nu se aplică cazurilor de cristalizare normală. Pentru un astfel de procedeu, de obicei, nu există date privind fracțiunea topiturii rămasă încă în starea lichidă în momentul solidificării acestei secțiuni a topiturii. Proporția topiturii cristalizate la solidificarea acestei secțiuni este dificil de determinat chiar și în cazul cristalizării normale prin metoda Kyropulos sau prin turnarea lingourilor. Ecuația (2.24) este mai ușor de folosit în cristalele cresc prin Bridgman - metoda Stockbarger și metoda Czochralski, pentru că atunci procesul de creștere este ușor să se determine, în orice moment proporția substanței solidificate din considerente geometrice simple. În Fig. 2.5 ilustrează distribuția impurităților în faza solidă cu cristalizare conservatoare, în funcție de fracția substanței cristalizate pentru diferite valori ale kef [16]. [C.74]
Creșterea topiturii. Recipientul cu topitură și însămânțarea se răcește, astfel încât sămânța a fost întotdeauna mai rece decât topitură, dar subrăcire la dressing-ITS sale era mică și a crescut fără însămânțare sau răsărire cristale dendritoobrazovaniya parazite. Acest lucru este realizat în diverse moduri, prin schimbarea încălzitorului m-py (metoda -Shtobera Strong) prin deplasarea încălzitorului în raport cu containerul (metoda Bridgman - Stockbarger) plasarea unei semințe ua răcită tijă staționară (metoda Nacka), trăgând semințele din topitură ca creștere cristalină fără rotație (Metoda Kyropulos) sau cu rotație (metoda Czochralski). O sămânță sau un spațiu de la care este atras un cristal, uneori atașat la unul special. formă, cristale în creștere de profile diferite (metoda Stepanov). Metoda Czochralski este deosebit de răspândită. la k-set de semințe este fixat pe o tijă răcită imersat în topitură și apoi scos din topitură în timpul rotației continue a tijei. Metoda este folosită pentru bal. recepție metallich. și dimensiunea cristalului semiconductor de 1-50 cm, cu reglarea calității acestora (defecte) prin modificarea vitezei de rotație și vytya- [c.132]
Prepararea diferitelor monocristale (metale, semiconductori și) de cristal dielectrice a semințelor razraschivaniya în condiții strict controlate, în comparație cu cristalizarea spontană preferată. Fluorofilul nu este o excepție. Dintre toate cristalele cultivate în prezent, utilizate în producție la scară industrială. fluorinephlogopite KMgz [AlSizOlo] F2 ca cele mai complexe din compoziție și caracteristici tehnologice de cultivare. Prezența în sarcină a unui număr mare de compuși de fluor. volatile la temperaturi ridicate. vâscozitatea ridicată a topiturii fluorsilicatul, mică capacitatea de a se descompune la încălzire bine înainte de a atinge punctul de topire al scindării perfecte a mineralului - aceasta nu este o listă completă a dificultăților întâmpinate în cultivarea fluorinephlogopite pe o sămânță. Pentru cultivarea testată în topitură prin metoda Czochralski, metoda Kyropoulos, Stepanov și alții anterior respins ca nepromițător. În primul rând, este afectată volatilitatea ridicată a componentelor fluorurate ale încărcăturii. ceea ce duce la o perturbare a compoziției stoichiometric a topiturii în prima sinteză ceas. Diferite variante ale compoziției atmosferei în matriță (reducător, inert, oxidant) o gamă largă de presiuni nu introduc schimbări substanțiale în procesul de descompunere a topiturii. [C.51]
Dintre numeroasele embrioni formați în stadiul inițial al nucleelor de creștere, se poate selecta prin extragerea cristalului din topitură și reintroducerea acestuia în acest fel. pentru a topi doar unul dintre embrioni (metoda lui Kyropoulos). [C.37]
Vedeți paginile în care termenul Kyropoulos se referă la metoda de creștere a cristalelor. [c.253] [c.253] [c.132] Chimia cristalelor imperfecte (1969) - [c.36]
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: