Кристаллы выращивание из растворов

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ [c.1]

При выращивании кристаллов из растворов в расплавах солей используют высокую растворимость кристаллов тугоплавких соединений в неорганических солях при температурах, превышающих температуру плавления последних. Обычно поступают следующим образом компоненты растворяют при температуре, несколько превышающей температуру насыщения, а затем медленно охлаждают. Рост происходит на спонтанно образующихся зародышах. Так как затвердевший расплав представляет собой механическую смесь синтезируемых кристаллов и растворителя, приходится отделять эти вещества друг от друга. Чаще всего это достигается обработкой затвердевшей массы реагентом, не действующим на кристаллы, и в то же время переводящим сопутствующую фазу или фазы в растворенное состояние. В качестве таких растворителей часто используют сильные неорганические кислоты. Альтернативный вариант разделения выращенных кристаллов и растворителя заключается в создании таких условий, при которых растворитель изотермически испаряют. [c.371]

Изложены методы выращивания кристаллов из растворов при атмосферном давлении и умеренной температуре (до 100° С), наиболее доступные и часто применяющиеся в лабораторных условиях. Описаны техническое оснащение кристаллизационной лаборатории, приемы работ, меры борьбы с неоднородностями, возникающими в кристаллах при их росте, подбор оптимальных условий для выращивания и т. д. Второе издание (1-е изд.— 1967) значительно переработано и дополнено новыми материалами как по теории роста кристаллов, так и по методам их выращивания. [c.2]

Кристаллизацией называют процесс образования твердой фазы в виде кристаллов из раствора и расплавов, а также из газов и паров. Кристаллизация широко применяется в химической, нефтехимической, металлургической, медицинской, пищевой и других отраслях промышленности для решения следующих задач выделения кристаллической фазы из растворов и расплавов, разделения смесей при однократной или многократной частичной кристаллизации, глубокой очистки веществ от примесей, выращивания монокристаллов. Получение большого количества кристаллов в промышленном масштабе называют массовой кристаллизацией. В результате проведения массовой кристаллизации получают сыпучий продукт-кристаллы различного размера. [c.290]

Хотя в книге рассматривается сравнительно узкая область условий выращивания кристаллов, она может быть интересна и для специалистов, занимающихся выращиванием кристаллов из раствора в расплаве, гидротермальными методами и т. д., поскольку общие принципы выращивания йз сложных по составу сред — растворов одинаковы для разных термодинамических условий и разных сред. [c.4]

Получение кристаллов в гидротермальных условиях представляет собой частный случай выращивания кристаллов из растворов. Однако специфические особенности осуществления высокотемпературной кристаллизации в условиях высоких давлений создают целый ряд ограничений прежде всего аппаратурного характера, а также в части средств -контроля параметров процесса. В особенности следует указать на весьма. ограниченный доступ внутрь сосуда в ходе процесса выращивания кристаллов для наблюдения и контролирования их роста. [c.34]

Рассмотрим некоторые особенности, играющие существенную роль в выращивании монокристаллов методом температурного перепада. Рост кристаллов кварца в гидротермальных условиях, как и рост кристаллов из растворов вообще, может быть описан уравнением вида [c.34]

Известно, что при постановке опытов по выращиванию кристаллов из раствора особое внимание обращается на характер температурной зависимости растворимости кристаллизуемого вещества. Знание указанной зависимости способствует выбору условий кристаллизации. В данном случае не является исключением и алмаз. Это связано с тем, что при наличии в реакционном объеме камер высокого давления значительных температурных градиентов и использовании в качестве источника углерода графита вероятность образования перекристаллизованного графита возрастает с увеличением наклона кривой растворимости углерода при повышении температуры. Установлено, что при градиентах температуры в реакционном объеме (8—10) Ю градус/м с использованием растворителей (например, N1 — Мп (1 1)), в которых возможно значительное увеличение растворимости углерода с возрастанием температуры, допустимый перегрев расплава составляет 50—70 К. Выполнение данного условия заметно снижает вероятность появления в зоне роста алмаза перекристаллизованного графита. [c.360]

Так же как и в методе, используемом Фарбениндустри , для предотвращения зарождения большого числа мелких кристаллов необходимо отделить реагенты друг от друга. Окиси бериллия и алюминия помещают в нижнюю часть реакционного объема, а кремнезем — в Сетчатый контейнер вблизи поверхности раствора. Затравочные кристаллы подвешивают на проволоке в средней части, где они растут со скоростью 0,3 мм в день, то есть значительно быстрее, чем при выращивании кристаллов из раствора в расплаве. Максимальные скорости роста, достигающие 0,8 мм в день, отмечались, когда приготавливали очень кислый раствор. Размер выращиваемых кристал- ов ограничен вн>тренними габаритами сосуда высокого давления, так к, применяя этот метод, нельзя добавить питающий материал без Охлаждения раствора и сброса давления. Однако те же затравки О жно помещать в новый раствор три или четыре раза. Более высокие скорости роста при использовании гидротермального синтеза возмож- [c.57]

Плавень (флюс) — высокотемпературный растворитель, используемый при выращивании кристаллов нз раствора в расплаве. [c.155]

Дефекты упаковки, синтаксические срастания политипов. Сталкиваться с этими дефектами при выращивании кристаллов из растворов приходится сравнительно редко. Все же мы включили их в рассмотрение, поскольку они характерны для такой перспективной группы сегнетоэлектрических кристаллов, как желтая кровяная соль и ее аналоги (Р1, Ки, Оз-соли и дейтерированные соли). [c.131]

Кристаллизацию с целью получения затравок обычно ведут при испарении растворителя. Постановка опыта для получения затравок отличается от выращивания крупных монокристаллов только тем, что в раствор не помещается затравка (за ее отсутствием) и раствор не предохраняют от возникновения зародышей, а, наоборот, стараются вызвать их образование. Поэтому раствор не прикрывают после приготовления, с тем чтобы попавшая в кристаллизатор из воздуха пыль заразила раствор. В этом случае в кристаллизаторе вырастут мелкие кристаллы, которые обычно можно использовать в качестве затравок. Если же возникла корка кристаллов, т. е. зарождение было слишком бурным, следует, по возможности не сдвигая лежащие на дне кристаллы, перелить раствор в другой подогретый кристаллизатор и прикрыть его. В этом случае обычно на следующий день выпадают одиночные кристаллы. [c.149]

Описанные кристаллоносцы могут быть использованы как при статическом конвекционном, так и при динамическом режимах выращивания в варианте кристалл неподвижен — раствор перемешивается мешалкой. В этом случае требуются утяжеленные кристаллоносцы, чтобы они не сдвигались во время перемешивания. [c.152]

Вообще же в проблеме выращивания кристаллов из растворов есть ряд задач, которые нужно решать в ближайшее время. Перечислим наиболее актуальные из них [c.186]

Исаков И. В. О простом способе исключения образования паразитных кристаллов при выращивании кристаллов из раствора. — Кристаллография, 1973, т. 18, № 5, с. 1111. [c.193]

При выращивании кристаллов из растворов [231, 232] почти всегда используют затравочный кристалл. В случае очень легко кристаллизующихся солей, таких, как хромовые квасцы, можно очень легко получить хорошо образованные кристаллы значительной величины [235]. Например, кристалл-затравку бросают на дно химического стакана, в котором находится насыщенный раствор температуру раствора поддерживают совершенно постоянной во всем объеме. Время от времени кристаллы переворачивают в определенной последовательности на другие грани при этом иногда образующиеся кристаллы удаляют. Чтобы предотвратить спонтанное образование новых кристаллов, раствор должен быть пересыщен в очень незначительной степени. Концентрацию раствора выбирают так, чтобы в течение 3—4 суток не наступала бы спонтанная кристаллизация. В случае, когда пересыщение получают за счет очень медленного охлаждения, испарения или изменения растворителя, скорость охлаждения, испарения и т. п. соответственно регулируют. [c.222]

Кроме главных переменных — температуры и пересыщения, при выращивании кристаллов из раствора необходимо учитывать еще несколько других факторов. К ним относятся чистота, вязкость и циркуляция раствора. Выращиванию кристаллов, не имеющих трещин, способствуют высокая чистота растворенного вещества и растворителя, низкая вязкость раствора и достаточно сильное размешивание раствора, устраняющее градиенты концентрации вокруг кристалла. Следует избегать растворов, имеющих большую вязкость, так как она препятствует равномерной циркуляции растворенного вещества к граням растущего кристалла. Более сильная зависимость роста от скорости диффузии растворенного вещества через массу раствора, чем от скорости, с которой молекулы осаждаются на ступени кристаллической поверхности (как говорилось в предыдущем разделе), легче приводит к аномальным явлениям, например к разветвлениям и образованию волокон (дендритный рост) и к включениям растворителя. [c.206]

Третий метод выращивания кристаллов из растворов осуществляется путем поддержания разности температур между зоной роста и зоной растворения при непрерывном обмене раствора между этими зонами. Этот случай проиллюстрирован на рис. 15, б. Раствор, насыщенный в контакте с избытком твердого вещества (так называемое питающее вещество) при температуре переходя в зону роста, охлаждается до температуры 2-Здесь раствор, который теперь пересыщен на величину, пропорциональную разности 1— 2. вступает в контакт с зародышем, и происходит рост последнего. Концентрация раствора при его контакте с зародышем падает вдоль линии ВС. Этот раствор затем снова поступает в зону питающего вещества, где он нагревается до температуры и насыщается перед новым циклом. В этом случае количество растворенного вещества, которое может быть осаждено на зародыше, не зависит от степени охлаждения или количества используемого раствора. [c.207]

В общем случае первым шагом при выращивании кристаллов из раствора является приготовление закрепленного в держателе кристаллического зародыша — маленького монокристалла данного вещества, по возможности свободного от трещин. Зародыши используются также при выращивании кристаллов из паровой фазы или расплавка, но гораздо реже. Это связано [c.207]

Существует несколько других методов выращивания кристаллов из растворов, однако применение их для выращивания органических кристаллов ограниченно. Одним из них является электроосаждение, которое пригодно только для соединений, подвергающихся ионизации в растворе. Главное применение этого метода состоит в получении монокристаллических слоев, обычно металлических, на различных материалах, играющих роль электродов. [c.216]

За последнее десятилетие быстро развилась техника выращивания иа расплава больших полупроводниковых неорганических кристаллов теперь эта техника уже широко применяется для приготовления многих органических кристаллов. Выращивание из расплава имеет ряд преимуществ перед другими методами. Во-первых, возможная скорость роста из расплава в общем гораздо выше, чем из раствора или из пара, так как твердое вещество в рас- [c.223]

Так, Вейганд [4] описывает современное состояние техники перекристаллизации, перегонки, сублимации и т. д. Работы по выращиванию кристаллов из растворов, кристаллизация из [c.219]

Для успешного выращивания кристаллов необходимо соблюдать следующие условия. Посуда, в которой выращиваются кристаллы, и раствор должны быть совершенно чистыми. Через —2 дня раствор с кристаллом осматривают, и если на нитке появляются мелкие кристаллики, то их удаляют. При появлении мелких кристаллов на дне сосуда следует раствор перелить в другую банку или стакан, кристаллы удалить, банку или стакан промыть и снова налить раствор и опустить в него кристалл. Если этого не сделать, то подвешенный кристалл начнет растворяться, а мелкие кристаллики на дне будут все больше и больше разрастаться. [c.97]

Условия стеканйя жидкости с кристаллов в значительной степени определяют чистоту кристаллов, достигаемую при центрифугировании плп фильтрации кристаллической пульпы. Если бы имелись способы выращивать кристаллы, не содержащие включений маточного раствора и достаточно крупные для удаления индивидуальных кристаллов из раствора при помощи механических устройств типа пинцета, то возможно было бы проводить процесс кристаллизации с эффективности каждой ступени очистки, близкой к 100%. Фактически для достижения результатов, которые могли бы быть достигнуты за одну ступень, процесс обычной кристаллизации органических веществ приходится проводить в три или большее число ступеней. Следовательно, эффективность каждой ступени можно принять равной 20—33%. Выращивание кристаллов, которое до сего времени является скорее искусством, чем наукой, кратко рассмотрено дальше (стр. 86). [c.66]

Суток при температуре 132—315° из насыщенного раствора КаАЮа в Н3РО4. При выращивании кристаллов температуру раствора медленно повышают, приблизительно на 1 град/сутки для понижения растворимости. [c.212]

Выделение солей из растворов с образованием твердой фазы лежит в основе технологических процессов выращивания кристаллов — как единичных (получение монокристаллов), так и множества (массовая кристаллизация). Для проведения данных процессов необходасуш определенные термодинамические условия. Все методы выращивания кристаллов из растворов основаны на использовании зависимости растворимости вещества от термодинамических параметров процесса, главным образом от температуры Т и концентрации с растворителя. Под растворимостью понимают равновесную концентрацию с целевого вещества в растворе. Чаще всего используется зависимость растворимости от температуры. Наиболее типичный случай— возрастание растворимости вещества с увеличением температуры. Вид соответствующей кривой растворимости представлен на рис. 1.4.3.1 (отмечена с ). [c.30]

Примечание. Данные по растворимости сегнетовой соли взяты из книги О. М. Ан-шелеса, В, Б. Татарскогр и А. А. Штернберга Скоростное выращивание однородных кристаллов из растворов [1945 г.]. Остальные данные — из Справочника химика , т. 3 [1965 г.] с дополнениями по Справочнику по растворимости , т. I, кн. 1 [1961 г.], т. I, кн. 2 [1962 г.]. [c.190]

Парвов В. Ф. О выращивании кристаллов из раствора с применением специальной центробежной помпы в качестве мешалки. — Кристаллография, 1965, т. 10, № 2, с, 263. [c.194]

Если необходимо получить монокристаллы, то прежде всего обращаются к обычным методам выращивания кристаллов из раствора, расплава или сублимацией. Часто, однако, эти методы оказываются непригодными, так как вещество либо не растворяется, либо термически неустойчиво и разлагается ниже точки плавления. В таких случаях часто можно применить какую-либо транспортную реакцию. Это относится, например, к ок-сихлоридам, о которых говорится ниже (см. раздел 3.4.1). Но даже тогда, когда кристаллы вещества могут быть получены одним из обычных- способов, может оказаться более выгодным транспортный способ, дающий возможность использовать более низкие температуры или получать кристаллы другой формы. [c.108]

И. Pizzarello F., Синтез кристаллов твёрдых растворов GaP — GaAs методом транспортных реакций, J. Ele tro hem. So ., 109, 226 (1962). Есть в русском переводе в сб. Процессы роста и выращивание монокристаллов , ИЛ, 1963, стр. 488. [c.180]

Из многих приборов различного типа, применяемых для выращивания кристаллов охлаждением растворов, отметим следующие вращающийся цилиндр Вульфа [99], охлаждающийся сосуд Мура [61], термостатированная кювета Мозанера и Вурля [62] и прибор с качающимся кристаллизатором [44] наиболее удачным прибором является, по-видимому, кристаллизатор Холдена [34] с обратным вращением. Схема этого прибора представлена на рис. 16. Цилиндрический сосуд А из стекла пирекс установлен [c.209]

Выращивание органических кристаллов упариванием растворов в последнее время продемонстрировано на примерах получения кристаллов малоновой кислоты [55], Ы-ацетилглицина 60] и гексагидрата гуанидиналю-минийсульфата [73] из водных растворов салола [2] и стеариновой кислоты [72] из бензола янтарной кислоты [30] из этилацетата к-гексатриакон-тана [20] из петролейного эфира. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология