Вернейль

Монокристаллические материалы составляют основу современной полупроводниковой и вычислительной техники, оптических квантовых генераторов, методов голографии. Искусственные монокристаллы получают различными способами из расплавов, рас-,1 . парообразной или твердой фазы. В первом твердотельном х /ооре, построенном в 1960 г., в качестве рабочего элемента использован монокристалл рубина. Рубин — это кристалл корунда (а-АЬОз), содержащий примеси ионов хрома, Сг+ . Присутствие ионов хрома придает кристаллам корунда красную окраску. В оптических квантовых генераторах (ОКГ) чаще всего применяют бледно-розовый рубин с содержанием хрома около 0,05%. При повышении количества хрома окраска становится уже ярко-красной, а в дальнейшем переходит в зеленую. Кристаллы рубина по своим физико-химическим свойствам в определенной степени уникальны и отвечают всем требованиям, предъявляемым к материалам для ОКГ. Они обладают высокой теплопроводностью, что позволяет избежать их саморазогрева во время работы, имеют высокую оптическую и механическую однородность, исключающую паразитное поглощение и рассеяние энергии, обладают высокой термической, механической и химической стойкостью. Монокристалл рубина для ОКГ должен быть длиной от 50 до 300 мм и диаметром 5—25 мм. Кристаллы такого размера получают синтетическим путем. Одним из наиболее распространенных методов синтеза монокристаллов рубина остается способ, предложенный в 1891 г. Вернейлем. Ультрадисперсный порошкообразный оксид алюминия, легированный оксидом хрома (1П), попадает в пламя кислородно-водородной горелки, где температура достигает 2000 °С, плавится и опускаете) на расплавленную верхнюю часть [c.158]

Монокристаллы Б. размером до 5 мм получают кристаллизацией из р-ров бора и металлов в расплавах А1, Zn, крупные монокристаллы диаметром до 20 и длиной до 100 мм-методами зонной плавки, Вернейля. [c.304]

Для выращивания монокристаллов используют различные технические приемы (выращивание по методу Чохральского, Вернейля и др.), сущность которых состоит в направленной кристаллизации вещества из расплава или раствора-расплава. При использовании, например, метода Чохральского направленная кристаллизация происходит при вытягивании затвердевающего монокристаллического блока с контролируемой скоростью из расплава, находящегося в тигле. [c.58]

Выращивание монокристаллов рубина и лейкосапфира осуществляется в настоящее время различными расплавными методами Вернейля, Чохральского, горизонтальной и вертикальной направленной кристаллизации, видоизмененным методом Киропулоса и др. В 1909 г. М. А. Вернейль [29] впервые получил своим методом голубой корунд (сапфир). В качестве красящих примесей он использовал оксид титана (0,5%) и магнетит (2,5%). По данным Г. Смита [29], в настоящее время в щихту добавляют некоторое количество железа. Однако в спектре поглощения следы железа не обнаружены, что указывает на вероятность его улетучивания в процессе роста кристалла. [c.231]

Для выращивания монокристаллов используют целый ряд разнообразных технических приемов (выращивание по методу Чохральского, Вернейля и др.). В лабораторной практике чаще всего осуществляется направленная кристаллизация расплава, т. е. жидкость затвердевает постепенно от одного конца контейнера к другому. Различают горизонтальный и вертикальный варианты этого метода (рис. 49). При выращивании монокристаллов важно знать, как распределяется имевшаяся в расплаве примесь по длине закристаллизовавшегося слит- [c.85]

В широко распространенном методе Вернейля порошок кристаллизующегося в-ва высыпают из бункера на пов-сть затравки, помещенной под пламенем горелки или газового разряда проходя через пламя, частицы порошка плавятся и в виде капель достигают пов-сти затравки, где закристаллизовываются. [c.132]

Вырубов Г H., Вернейль А. ЖРФХО, 32, 34 (1900). [c.244]

По данным спектроскопии кристаллов корунда с примесями, выращиваемых методом Вернейля, в структуру корунда железо входит в форме Ре +. Концентрация этой примеси имеет отчетливую зависимость от соотношения в пламени водорода и кислорода. Окислительные среды (УнУ Оз 2 — 3) наиболее благоприятны для вхождения максимального количества в корунд. Для спектров поглощения этих кристаллов характерна полоса поглощения при 0,26 мкм, связанная с ионами Ре +. [c.231]

Крупные, хорошо ограненные кристаллы сапфира выраш,ены на шаровидных затравках. Плотность этих сапфиров равна 4,02 г/см (плотность сапфира, полученного методом Вернейля 3,98 г/см ). По плотности полученные кристаллы близки к цейлонским желтым (3,994 г/см ) и зеленым (4,009 г/см ) сапфирам [29]. [c.235]

Вернейль концентрирует свои усилия на усовершенствовании мето- [c.30]

После публикации 1904 г. Вернейль направляет свои усилия на получение сапфира. Тогда не было известно, какой элемент обусловливает синий цвет этого камня, однако ему пригодились сведения о том, что природным камням этот цвет придает совместное присутствие окислов железа и титана [9]. В это время Вернейль работал консультантом фирмы Л. Хеллер и сын в Нью-Йорке и Париже. В его сапфирах содержались добавки 1,5% окиси железа и 0,5% окиси титана вместо окиси хрома, используемой в рубинах. Синяя окраска кристаллов обусловлена довольно сложным механизмом. Обычно цвет драгоценных камней связан с поглощением света характерной длины волны определенным элементом, особенно так называемыми переходными элементами, такими, как железо, кобальт, никель и хром. Если из спектра белого света удалить определенную полосу цветов, то свет, попадающий в глаз, будет окрашен в так называемый дополнительный цвет. Например, рубины потому красного цвета, что хром в кристаллической решетке корунда поглощает зеленый свет. Чтобы сапфир приобрел синий цвет, необходимо поглощение желто-оранжевого света. Такое поглощение имеет место, когда происходит электронный скачок внутри кристалла от атомов железа к атомам титана. Поэтому для окраски кристалла в синий цвет требуется совместное Присутствие железа и титана. [c.34]

Данная книга включает почти все исследования, проведенные с участием авторов начиная с 1950 г. в лаборатории — СЕРШАР (Центральный научно-исследовательский институт угольной промышленности Франции, г. Вернейль) и на экспериментальной станции в Мариено — центре промышленных исследований по коксованию углей, а также необходимые обобщения накопленных знаний в области химии и коксования углей. В большинстве случаев отдельные положения иллюстрируются примерами из собственной практики авторов. Стремясь написать книгу, которая охватывала бы проблемы, имеющие общее значение для специалистов разных стран, в ней одновременно дана возможность познакомиться с разработками, проведенными во Франции, и полученными при этом результатами. [c.11]

Андрэ Буайе, инженер (Исследовательский институт черной металлургии), защитил в 1951 г. диссертацию на звание инженера-доктора в Нанси и продолжал научную деятельность в лаборатории СЕРШАР в Вернейле, где руководил с 1954 по 1956 г. исследовательской группой по коксованию углей. В настоящее время он является руководителем отдела химии СЕРШАРа. Он редактировал разделы первых глав, относящихся к физико-химическим и теоретическим вопросам. [c.13]

Сплавляя АЬОз с СгзОз, получают искусственные ру- бины для часовой промышленности, а также для лазеров и фильеров в волочильных станках. Получать монокристаллы А12О3 можно методом Вернейля (рис. 89). Порошок АЬОз помещают в контейнер А, откуда по мере надобности его подают в поток водорода, входящего в отверстие Б. Водород смешивают с кислородом, поступающим в отверстие В. У сопла Г гремучий газ поджигают. Пламя нагревает затравку Д, находящуюся на тугоплавкой керамической подставке. Верхняя часть затравки [c.352]

Иттрий-железный гранат YjFe2(Fe04)3- красно-бурые кристаллы рЮ Ом см точка Кюри 556 К оптически прозрачен в области 1,1-1,5 мкм. Образуется при сплавлении оксидов Y и Fe. Монокристаллы выращивают из р-ра Y2O3 (10,0% по массе) и Fe Oj (20,4%) в расплавленной смеси РЬО (36,8%), PbF, (27,1%) и В Оз (5,5%) при снижении т-ры от 1300 до 930 °С со скоростью 0,3-0,5 град/ч используют также метод Вернейля. Материал магн. запоминающих устройств, магн. сердечников в микроволновой и телевизионной аппаратуре. [c.604]

Многие Д. к. с. используют в технике. Впервые синтетически были получены рубин в 1857 А. М. Годеном и изумруд в 1848 Ж. Эбельманом пром. синтез начался с 1885. По методу Вернейля получают ок. 1 млрд. каратов корундов (сапфиров и рубинов). Производятся также шпинель, изумруд, кварц, аметист, опал, александрит, алмаз, коралл, камень Слокума и др. Произ-во синтетич. алмазов, используемых в основном в технике, в развитых капиталистич. странах составляет ок. 110 млн. каратов в год (1980-с гг.). Пром. синтез алмазов для ювелирного дела экономически нецелесообразен из-за их высокой стоимости. [c.116]

Поликристаллич, Ф, производят по технологии получения керамики спеканием (при т-рах от 900 до 1500 °С на воздухе или в спец. атмосфере) смесей оксвдов или карбонатов, совместно упаренных р-ров солей (нитратов, сульфатов, двойных сульфатов типа шенитов) или совместно осажденных гвдроксвдов, оксалатов, карбонатов. Монокристаллы Ф. выращивают методами Вернейля, Чохральского, зонной планки (см. Монокристаллов выращивание) обычно под давлением [c.86]

Вернейль в течение 2 часов выращивал були весом 2,5—3 г (12—15 карат). Були были округлой формы, и некоторые из них имели диаметр 5—6 м.м. Более детальное описание процесса с чертежами аппарата содержится в публикации 1904 г. [8]. Этот аппарат вместе с первыми выращенными таким способом кристаллами теперь выставлен в Школе инженерного искусства и ремесел в Париже. Вернейль занимался также проблемой вибратора, который стряхивает порошок в поток кислорода, и позднее заменил его молоточком, работающим от мотора. Это простое и разумное приспособление используется и в большинстве современных аппаратов, применяемых для выпуска коммерческой продукции. [c.34]

Хотя сообщалось о количественном отделении при этом тория от лантана, церия и дидима [204, 659, 660, 661, 662], Вырубов и Вернейль [56] указывают на неточность метода в присутствии церия. Кроме того, не исследовалось поведение р. з, э. иттриевой подгруппы. Цирконий образует такой же осадок, Как и торий. В настоящее время метод практического значения не имеет. Сообщалось также об осаждении тория При гидролизе нитритных растворов [931, 1497], тем не Иенее эффективное отделение тория этим способом мало- [c.97]

Способ 3. Получение крупнокристаллических препаратов TiOs (ZrOj, HIO2). Помимо метода гидротермального синтеза и процесса Вернейля [8] для получения крупнокристаллических препаратов и небольших монокристаллов можно воспользоваться способом получения из расплавов, требующим для своего осуществления сравнительно несложной аппаратуры. [c.1461]

В результате экспериментальных работ были определены условия выращивания кристаллов сапфира, близких к природным по окраске. Первые опыты были поставлены с целью выращивания спонтанных, кристаллов синего сапфира. Позднее использовались ориентированные затравки, изготовленные главным образом из лейкосапфира, выращенного методом ГНК или из лейкосапфира, полученного методом Вернейля. Применение в качестве затравок лейкосапфира, выращенного различными методами, не оказало существенного влияния на последующий рост кристаллов на этих затравках. Вначале использовались шлифованные неориентированные бруски. Затем, когда была замечена неодинаковая способность окрашиваться в синий цвет разных пирамид роста кристаллов корунда, стали готовиться ориентированные затравки I) круглые плоскоиараллельные пластины, вырезанные перпендикулярно к 1з 2) шаровидные шлифованные 3) пластинчатые, вырезание параллельно грани гексагональной дипирамиды с символом 2243 . Иногда в опытах в качестве затравки использовались искусственные кристаллы сапфира, выращенные на шаровидной затравке в предыдущих опытах. Такие кристаллы бывают огранены либо гранями гексагональной дипирамиды 2243 , либо гранями той же дипнрамиды в комбинации с гранями призмы 1120 , основного ромбоэдра 10Г1 и пинакоида 0001 . [c.233]

Успех женевского рубина произвел особенно большое впечатление на одного из учеников Фреми Огюста Вернейля. Он начал серию экспериментов по кристаллизации рубина методом плавления в пламени без использования флюса. К 1891 г. Вернейль разработал новую, очень удачную печь, работавшую на смесях угольного газа и кислорода или водорода и кислорода, в которой могла быть достигнута температура до 2050° С, достаточная для плавления рубина, и получил кристалпы, значительно превосходящие женевские. Хотя подробности конструкции горелки Вернейля были опубликованы лишь в 1904 г., его работа послужила твердой основой для успешного производства самоцветов в широком масштабе. [c.25]

Точно не известно, знал ли хотя бы в общих чертах Огюст Вернейль о сущности метода получения женевских рубинов , но он был осведомлен о том, что Марк Годен во Франции уже изготовлял кристаллы рубина с использованием кислородно-водородной горелки. В 1869 г. Годен представил в Академию наук в Париже небольшую коллекцию драгоценных камней на основе корунда, которые были изготовлены с помощью его кислородно-водородной шалюмо [5]. Этот термин впоследствии употреблял и Вернейль для обозначения своей горелки. Коллекция Годена включала синий сапфир, изумруд , топаз , прозрачный камень имитирующий алмаз и перидот . Чтобы порошок глинозема был более сыпучим. Годен считал необходимым добавлять к нему в довольно значительных пропорциях кремнезем ЗЮз, но, поскольку кремнезем способствует образованию стекла и затрудняет кристаллизацию расплава, он опасался, что продукты его синтеза будут представлены стеклами. В то время аппаратура, позволяющая отличать стекла от кристаллов, была недостаточно совершенна, поэтому нет уверенности, получал ли действительно Годен кристаллы сапфира. [c.30]

В 1900 г. ассистент Вернейля Марк Паккье демонстрирует рубины [c.31]

Начиная свой первый письменный отчет, который был опубликован спустя два года, Вернейль отмечает, что Годен применял слишком высокие температуры и поэтому у него получались непрозрачные кристаллы. Новая идея Вернейля заключалась в применении вертикальной горелки с подачей порошка глинозема в пламя через поток кислорода. Порошок встряхивается в потоке газа под действием вибратора с электрическим приводом. Использование газонепроницаемого резинового сальника позволяет передавать толчки вибратора к сосуду, содержащему порошок глинозема, без утечки кислорода. В холодной части пламени помещен керамический штифт, на котором собираются капли жидкого глинозема, образующиеся при плавлении порошка, просыпающегося через горячую зону пламени. Пламя окружается керамическим муфелем, играющим роль изолятора и защищающим растущую булю от сквозняков . Этот муфель снабжен смотровым окном, которое в оригинальном аппарате Вернейля заделывалось слюдой. Чрезмерный нагрев верхней части аппарата за счет потока тепла из горячей зоны предотвращается применением водяного охлаждения, [c.33]

Наиболее важным условием для выращивания кристаллов высокого качества является равномерная подача порошка, поэтому большие усилия тратятся на приготовление питающего материала с тем, чтобы он обладал хорошей сыпучестью. Если порошок слишком грубый, внедрение крупных холодных частичек может вызвать затвердевание тонкого расплавленного слоя. Тогда зарождается много мелких кристаллов и буля утрачивает структуру монокристалла. Применение слишком мелкого порошка связано с опасностью испарения глинозема в пламени. Оптимальные размеры частиц лежат в субмикронном интервале (меньше тысячных долей миллиметра). Частицы должны Иметь правильную форму, так как только в этом случае они одинаково реагируют на воздействие вибратора. Вернейль получал глинозем из аммониевых квасцов, содержащих около 2,5% примеси хромовых [c.33]

Из описаний, опубликованных Вернейлем, ясно, что он был в основном доволен качеством полученных им рубинов, которые обладали восхитительной флуоресценцией, той же твердостьк, что и природные рубины, и были пригодны для высококлассной полировки. Однако ему не было известно, что искусственные рубины отличаются от природных камней вариациями интенсивности окраски и присутствием газовых пузырьков, возникающих тогда, когда содержание кислорода в пламени не поддерживается на необходимом довольно низком уровне. [c.34]

В 1911 г. были опубликованы патенты на выращивание сапфира, в последнем из которых содержались сведения об очистке от пузырьковых пятнышек, о кривых линиях роста и о растрескивании кристаллов— типичного явления для синтетических сапфиров [10]. В 1913 г. годовой объем производства искусственного сапфира достиг 6 млн. карат (12СЮ кг), а рубина—10 млн. карат (2000 кг). Вернейль, благода- [c.34]

Метод плавления в пламени пригоден и для получения шпинели, для Которой характерна еще более широкая палитра окрасок. Шпинели—минералогическое название алюмината магния (MgAl204). Первый синтез этого минерала с помощью плавления в пламени приписывается ученику Вернейля Л. Пари. Изучая влияние различных добавок на цвет корунда. Пари обратил внимание на то, что магний в комбинации с другими элементами вызывает существенное изменение окраски кристаллов. В коИце концов он понял, что такое изменение связано с перестройкой кристаллической структуры материала були. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология