Пирамиды роста

Рис. 45. Инфракрасные спектры пропускания исходных (1) н термохимически обработанных (2) образцов, приготовленных из <г> (а) и <с> (б) пирамид роста кристалла синтетического кварца

Появления слоистости, связанной с захватом неструктурной примеси, в ряде случаев можно избежать, например, путем снижения скоростей роста кристаллов.Однако часто даже в кристаллах с относительно бездефектной пирамидой роста пинакоида <0001 > в секторах роста <1120> наблюдается обычно слоистое распределение неструктурной примеси, не говоря уже о том, что после 7-облучения в секторах ромбоэдров всегда выявляется зональность распределения дымчатой окраски. [c.44]

Аномальный плеохроизм, аналогичный описанному для пирамид <г>, наблюдается, хотя и в менее ярко выраженной форме, в пирамиде роста граней положительного ромбоэдра <Н>, положительной тригональной призмы < +х> и положительной дипирамиды <- -5> кристаллов синтетического кварца. Однако он никогда не наблюдается в пирамидах базиса <с> кристаллов синтетического кварца в тех случаях, когда эти пирамиды окрашиваются в дымчатый цвет при облучении. [c.72]

Указанная особенность спектров ЭПР пирамид <г>-кристал-лов кварца с аномально плеохроичной дымчатой окраской свидетельствует о различии заселенности примесными ионами алюминия трех эквивалентных положений кремния в элементарной ячейке кварца. Исследование спектров ЭПР для образцов синтетического кварца с дымчатой окраской, приготовленных из различных пирамид роста, показало, что отношение интенсивностей различных групп линий непосредственно зависит от собственной симметрии грани, сформировавшей данную пирамиду роста. Так, для пирамид ромбоэдра <г> и , имеющих собственную симметрию 1, спектр ЭПР состоит из трех пар групп линий с различной интенсивностью для пирамид <+х> с симметрией [c.73]

Причину различной заселенности тетраэдров примесными ионами алюминия для разных пирамид роста нетрудно понять, если рассмотреть проекции структуры кварца на соответствующие грани (см. рис. 12, (9, е). В то время как по отношению к грани с ориентировка всех структурных элементов (тетраэдров) одина- [c.73]

Рис. 31. Инфракрасные спектры пропускания материала различных пирамид роста

Рис. 12. Спектры ЭПР дырочных центров [АЮ4] в пирамидах роста <г> (а). <+х>(б), <су(в) кристалла синтетического кварца и проекции структуры кварца на плоскости г(г), +х(< ) и с(е)

Для данного температурного интервала численные значения коэффициентов Л и а равны соответственно Л 0,13-10 , —0,018. Из рис. 33 ясно, что увеличение температуры кристаллизации способствует очистке от примеси натрия и других пирамид роста. Материал пирамиды <с>, синтезированный в температурном интервале 520—630 К со скоростью 1 мм/сут, не должен мутнеть после прокаливания. Однако для высокотемпературной области (>350 °С) не найдены условия стабильного роста плоскости базиса при относительно низких степенях заполнения (<0,80). Поэтому выращивание беспримесных кристаллов кварца на про- [c.119]

Все сказанное выше о соответствии между характером рельефа поверхности пинакоида и дислокационным строением пирамид роста, казалось бы, позволяет предложить надежный морфологический критерий оценки однородности этих кристаллов. В действительности, однако, все обстоит значительно сложнее. По мере отработки технологии выращивания кристаллов оптического кварца было установлено, что трудно избежать образования ростовых дислокаций в кристалле в процессе роста. Образование рельефа типа булыжная мостовая в чистом виде является лишь предельным случаем. Более характерно — формирование различных комбинированных типов рельефа. [c.91]

Анализ особенностей морфологии базисных рельефов роста и дислокационного строения пирамид <с> для указанных участков позволяет выделить четыре основных типа рельефа на поверхности пинакоида 1) рельеф типа булыжная мостовая (рис. 17,а). Соответствующие пирамиды роста, как правило, полностью [c.91]

На рис. 42, а, б показана зависимость величины внутреннего трения от температуры для образцов синтетического кварца из пирамид роста пинакоида и ромбоэдра, причем скорость роста образцов № 2 и № 3 в два и три раза больше, чем скорость роста образца № 1. Как видно из графиков, присутствие неструктурной примеси приводит к диффузному рассеиванию энергии, что 140 [c.140]

Предложенная модель подтверждается данными рентгеновской топографии. Приведенная на рис. 21,6 топограмма /-пластины снималась в / -рефлексе. Поскольку плоскость дифракции не составляет угол 90° с плоскостью пластины, топограмма представляет не истинное, а несколько искаженное ее изображение. Поэтому границы пирамид роста <+5>/<с> и < + 5>/<+л > так же, как и другие секториальные границы, нормальные плоскости пластины, изображаются не одной, а двумя полосами контраста. Эти полосы соответствуют пересечению границ секторов с верхней и нижней поверхностями пластины. В пирамиде [c.100]

Миграционные потери проявляются при температурах выше комнатной на звуковых и радиочастотах. Многочисленные исследования показали, что характерные энергии активации (для образцов, ориентированных перпендикулярно к оси г) составляют для ионов натрия (93—142)-10 Дж/моль и (71—80)Х Х10 Дж/моль для ионов лития. Природа потерь в рамках данного механизма выше уже обсуждалась. Изучение образцов, вырезанных из пирамид роста пинакоида, выросших с различными скоростями, показало, что в кристаллах, выращенных со скоростью свыше 0,4—0,5 мм/сут и содержащих значительное количество неструктурной примеси, сквозная миграция ионов-носителей отсутствует. Энергии активации, рассчитанные по кривым 1пр (7 ), составляют (118—138) 10 Дж/моль для кристаллов, выращенных в содовом растворе со скоростью роста 0,33 и [c.137]

В процессе гидротермальной перекристаллизации в синтетический кварц входит неструктурная примесь, коэффициент захвата которой возрастает с увеличением скорости роста. Частицы этой примеси при относительно низких скоростях роста,незначительно превышающих значение пороговой скорости захвата, селективно адсорбируются гранями, закрепляясь только в определенных активных точках растущей поверхности. Если такие активные центры будут представлены точками выхода дислокаций или каких-либо других дефектов на поверхности грани, то при некоторых значениях скорости роста коэффициента диффузии и концентрации примеси в растворе адсорбированные частицы примеси, зарастая, дадут цепочки включений, ориентированные вдоль линии дефекта. В случае превышения оптимального значения скорости роста или увеличения концентрации примеси в растворе последняя адсорбируется на всей поверхности грани, образуя в наросшем материале сплошные зоны, маскирующие тонкую дефектную структуру. Поскольку пороговые скорости, при которых начинается захват неструктурной примеси, варьируют для различных кристаллографических поверхностей, в каждом отдельном цикле кристаллизации удается декорировать ростовые дислокации в какой-нибудь одной пирамиде роста. [c.163]

Сингулярные минимумы. Им соответствуют грани с характерными признаками слоистой кристаллизации и конусовидными холмиками—акцессориями роста, а именно грани т, Я -я т. Несмотря на указанные морфологические признаки, представляется сомнительным, чтобы дислокационный механизм играл существенную роль в стимулировании процесса отложений вещества по этим граням. Как показывают данные рентгеновской топографии, для пирамид роста (Я) и (г) характерна относительно высокая плотность ростовых дислокаций (Ю —10 ), ориентированных почти нормально к поверхности роста, причем часть дислокаций имеет винтовую компоненту. На поверхности этих граней обычно присутствует лишь небольшое число холмиков роста. Что же касается нарастания грани Я, то для нее, как известно, основным стимулятором роста являются двойниковые акцессории (рост во входящих углах по границам дофинейских двойников). [c.155]

Особенности такого строения и определяют внутреннюю морфологию кристаллов кварца. Макроскопическое распределение примесей осложняется явлением вторичной секториальности (образованием паразитных пирамид роста, по Г. Г. Леммлейну) и двойникованием кварца. Известно, что реальные грани даже в случае медленного роста, не говоря уже о стабильных и быстро нарастающих поверхностях, не являются идеальными плоскостями, а имеют характерный для данной грани или поверхности рельеф, состоящий либо из акцессорий (холмиков) роста, либо из участков гранен других индексов ( поверхности вырождения ). Поскольку коэффициент захвата примесей чрезвычайно чувствителен к изменению ориентации растущей поверхности, нарастание такой рельефной грани приводит к образованию вторичной секториальности в пределах данной пирамиды роста. Аналогичные искажения вносят также ростовые двойники. [c.22]

В заключении этого раздела приведем топограмму краевой части кристалла, на которой можно видеть формирование узкой, но вполне реальной пирамиды <т>. Оценка скорости роста грани т по толщине наросшего слоя составляет 0,002 мм/сут. Виден также поворот ростовых дислокаций из пирамиды <Я> в пирамиду <т>. Обращает на себя внимание высокая степень дефектности материала пирамиды роста гексагональной призмы (рис. 54). [c.163]

Промышленному освоению методики гидротермальной перекристаллизации кварца в значительной мере способствовали геологические службы, обеспечивающие новое производство уникальными по размеру и однородности кристаллами, из которых были изготовлены первые партии крупноразмерных затравочных пластин различной, преимущественно базисной ориентации. В дальнейшем для выращивания пьезооптических кристаллов в массовом количестве стали применяться затравки из синтетических кристаллов, производство которых осуществлялось параллельно с выпуском товарной продукции для радиоэлектронной и оптической промышленности. Поскольку в процессе перекристаллизации нарастание кристаллов по граням гексагональной призмы практически не происходило и основная деловая пирамида роста плоскости базиса интенсивно выклинивалась положительным и отрицательным ромбоэдрами, для обеспечения технически приемлемых размеров синтетических кристаллов пьезокварца эпизодически требовалось пополнять затравочный фонд за счет природного кристаллосырья. Наряду с этим во ВНИИСИМС была разработана и внедрена рациональная каскадная система воспроизводства синтетического затравочного кварца, что позволило стандартизировать размеры и форму товарных затравок базисной ориентации. Принятая для серийного производства пьезокварца конфигурация затравок в виде прямоугольных пластин, значительно удлиненных в зоне оси г/, обеспечила максимальный выход делового кристаллосырья из базисной 50 [c.50]

Установлено, что при сравнительно низкой концентрации карбоната калия в исходном растворе образуются преимущественно бурые кристаллы кварца, а при более высокой — зеленые. Отчетливо проявляется прямая зависимость интенсивности окраски от нормальной скорости роста грани. Наибольшая плотность бурой и зеленой окраски наблюдается в пирамиде роста пинакоида <с>. Пирамиды роста тригональных призм <—х> и < + х> обычно имеют зеленую окраску разной интенсивности. Практически бесцветными в указанных условиях синтеза формируются пирамиды роста основных ромбоэдров <г> и <Я>. При зонарной полихромии участки одной и той же пирамиды роста, нараставшие в различное время, окрашиваются в различные цвета. Это явление, по-видимому, связано с изменениями окислительновосстановительного потенциала гидротермального раствора во времени. Смена зеленой окраски бурой в пирамиде роста <с> — явление довольно частое для окрашенных разновидностей искусственного кварца. Однако возможно изменение последовательности чередования окраски. [c.176]

Значительные градиенты концентрации структурной примеси железа отмечаются и в нетрещиноватых кристаллах аметиста различного происхождения. Синтетические аметисты характеризуются неоднородным зональным распределением структурного железа. В пределах слоя концентрация этой примеси также скачкообразно может изменяться благодаря интенсивному развитию дофинейских двойников. Природные кристаллы кварца, особенно аметисты, постоянно проявляют секториальное распределение примесей, в частности, центров аметистовой окраски, которые сосредоточены главным образом в пирамидах роста / . На границах секторов и <г> из-за значительных различий в содержании структурного железа должны возникать напряжения. Подавляющая масса товарных г-кристаллов аметиста выращивается на затравках, полученных при распиловке кристаллов пьезокварца, образованных, как известно, материалом пирамиды пинакоида, свободным от структурного алюминия и железа. [c.186]

Особенно отчетливо эффект аномального плеохроизма прослеживается в пирамидах роста граней отрицательного ромбоэдра кристаллов синтетического кварца, выращенных в системе ЗЮг—Н2О—ЫагСОз при относительно низких температурах (ниже 400 °С). [c.70]

Эффект аномального плеохроизма дымчатой окраски в пирамидах <г> кристаллов синтетического кварца был обнаружен Л. И. Цинобером в 1961 г. В том же году А. В. Шубников опубликовал работу о симметрии и физических свойствах пирамид роста. В ней он постулировал возможность понижения симметрии кристалла в различных реальных пирамидах роста за счет 72 [c.72]

В последние годы был получен ряд новых данных об особенностях ИК-спектров ОН-дефектов в синтетическом кварце. Все кристаллы, выращенные в щелочных (МагСОз) системах, имеют сходные ИК-спектры независимо от пирамиды нарастания (исключая диффузную полосу 3400 см с интенсивностью, пропорциональной содержанию неструктурной примеси). При этом коэффициенты захвата такой примеси для различных пирамид роста существенно отличны. Основными полосами в синтетическом кварце являются, как уже отмечалось выше, полосы 3400, 3440, 3585 см . Облучение (7-, р-облучения, рентгеновские) приводит к вышеописанному эффекту перекачки , однако, хотя ИК-спектры разных пирамид и близки, скорость такого процесса и в особенности скорость отжига спектров в исходное состояние зависит от пирамиды роста. Наибольшую длительность при заданных температурах отжига имеет процесс отжига в образцах пирамиды (+х) по сравнению с образцами из пирамиды роста (с). В кристаллах кварца, выращенных на затравках ромбоэдрического среза, спектр А1-ОН-дефектов отсутствует. Следует отметить, что в образцах синтетического кварца с большой концентрацией неструктурной гТримеси диффузия щелочных ионов фактически отсутствует и ИК-спектр не изменяется при облучении. Электролиз таких образцов также малоэффективен. [c.79]

При выращивании кристаллов кварца (с использованием затравок 2- или х-среза, удлиненных по оси у) на них часто образуются довольно большие по объему пирамиды роста граней положительных тригональных дипирамид <-Ь5>. Истинный символ этих граней пока не установлен. Измерение их ориентации с помощью прикладного гониометра дает углы, не позволяющие приписать им простой символ. Ближе всего эти поверхности к рациональной плоскости (Г122). Эти пирамиды обычно весьма активно захватывают структурную примесь алюминия и при 98 [c.98]

НИИ всего цикла температурный перепад между зонами роста и растворения (за счет изменения температуры в зоне растворения) периодически, через каждые 10—15 сут, увеличивается (или понижается) на 2—3 °С. Это позволяет получить кристалл, состоящий из нескольких слоев, различающихся скоростями выращивания. Изменение концентрации примеси в этих слоях дает возможность выбрать для исследования препараты из тех областей кристалла, где достигается максимальный контраст декорирования дислокаций в различных пирамидах роста, которые после термообработки полированных пластин толщиной от 0,1 до 0,2 мм обнаруживаются под микроскопом в определенном-свете при относительно малых увеличениях. Оптическими исследованиями установлено, что визуализация дислокаций обусловлена светорассеянием на многочисленных закономерно ориентированных микроскопических трещинах, возникающих в местах локализации неструктурной примеси. Контраст изображения отдельной дислокации зависит от количества, размеров и ориентации микротрещин, располагающихся вдоль линии ее следования. Обычно трещины ориентируются параллельно плоскостям основных ромбоэдров, базиса, дипирамид и призм. Трещины, параллельные базисной плоскости, имеют довольно крупные размеры (до 1 мм) и поэтому дают размытые изображения дислокационных линий. Наиболее четкие изображения отмечаются в случае декорирования дислокаций несколькими разноориентированными колониями микротрещин. По всей вероятности, контраст декорирования увеличивается и за счет сферических пор диаметром в несколько десятков нанометров, обнаруживаемых под электронным микроскопом в отожженом кварце с включением неструктурной примеси А1. [c.164]

При выращивании кристаллов кварца из щелочных растворов бразильские двойники образуются практически во всех основных пирамидах роста (хотя и далеко не с одинаковой для различных пирамид вероятностью). Чаще всего двойники образуются в пирамидах основных положительных ромбоэдров и пирамидах отрицательной тригональной призмы <—л >. В первом случае они имеют форму тонких пластин, ориентированных параллельно смежным с нарастающей гранью плоскостям того же положительного ромбоэдра Я. Поэтому след выхода их на растущую грань всегда параллелен ребрам / // (рис. 24). Иногда наблюдается объединение таких пластин в крышеподобные образования. Толщина бразильских двойниковых ламелей для кристаллов синтетического кварца обычно не превышает долей миллиметра. Аналогичные крышеобразные двойники (но с ламелями значительно большей толщины) встречаются в кристаллах природного кварца. В базисных срезах этот тип двойников представлен прямолинейными вростками, сходящимися под углом 60°. [c.104]

Микроскопические исследования препаратов из кристаллов с неструктурной примесью проводились на оптических (МП, МБИ, МБС) и электронном (УЕМ-6А) микроскопах. Предварительные визуальные наблюдения показали, что обнаруживаемый в некоторых отожженных молочно-белых кварцевых пластинках шелковистый блеск обусловлен светорассеянием на трещинах размером примерно 0,2 мм. В процессе исследования под оптическими микроскопами специально приготовленных препаратов (пластины толщиной от 1 до 0,1 мм ориентировались параллельно различным кристаллографическим плосткостям) при интенсивном боковом освещении было установлено, что в молочно-белом кварце присутствуют скопления микроскопических закономерно ориентированных трещин размером от 1 до 0,005 мм. Были изучены микрофотографии, которые дают представление о морфологических особенностях и распределении трещин в объеме различных пирамид роста. Подавляющее большинство трещин имеет размеры от 0,01 до 0,1 мм и ориентировано параллельно граням ромбоэдров. Реже встречаются системы, параллельные плоскостям х, с, з н образованные более крупными трещинами. Размеры трещин уменьшаются с увеличением их числа. Поэтому визуально они обнаруживаются лишь в зонах с пониженной концентрацией неструктурной примеси. Обычно эти системы параллельны плоскости базиса, что определяется по величине угла отражения светового пучка. Полученные данные подтверждают вывод Д. П. Григорьева, сделанный в 1967 г., о проявлении нескольких направлений спайности в кристаллическом кварце. Трещины, параллельные плоскости х, были встречены только в секторе <+х>. При увеличениях порядка 80—400 было обнаружено, что мельчайшие трещины, параллельные граням основного положительного ромбоэдра, имеют эллипсовидную форму и почти соприкасаются друг с другом, образуя сет- [c.121]

Направления максимальных скоростей роста, т. е. участки поверхности диаграмы с положительной кривизной. В этих направлениях происходит бурный рост, который в практике выращивания кристаллов принято называть регенерацией. Фронт роста при этом обычно представляет многоглавую или ребристую поверхность, составленную участками граней сложных индексов. Формирующийся кристалл состоит из мозаики различных пирамид роста, что особенно хорошо выявляется по неоднородности распределения дымчатой окраски в облученных образцах. Аналогичная секториальность второго порядка проявляется иногда 156 [c.156]

В процессе изучения внутренней морфологии синтетического кварца методами травления и термодекорирования в различных пирамидах роста кристаллов были обнаружены линейные дефекты, во многом сходные с так называемыми голубыми лучами , встречающимися довольно часто в кристаллах горного хрусталя. В дальнейшем были выяснены условия образования подобных дефектов в синтетических кристаллах и поставлены специальные ростовые опыты с целью воспроизведения линейных дефектов в контролируемых условиях. На основании полученных данных задолго до применения рентгенотопографических методов выявления структурных несовершенств синтетического кварца был сделан вывод о дислокационной природе линейных дефектов в синтетических и природных кварцах, подтвержденный в дальнейшем результатами систематических рентгеноскопических определений. [c.163]

Следует подчеркнуть, что в случае кристаллизации в растворах с добавками окислителей не все ионы железа переходят в трехвалентное состояние, поскольку одновременно с желтой цитриновой окраской в пирамиде <с> в пирамидах < + л > образуется зеленая окраска. Общее увеличение содержания ионов Ре + в растворе способствует также повышению концентрации структурной примеси железа в пирамидах роста основных ромбоэдров, что создает благоприятные условия для образования потенциальных центров аметистовой окраски. Таким образом, при одних и тех же термобарических параметрах в результате селективной адсорбции кристаллографическими плоскостями растущего кварца разновалентных ионов железа и различий в способе внедрения этих ионов в решетку в синхронных слоях кристалла могут формироваться центры зеленой цитриновой (<с> и <+. >) и радиационной аметистовой (<г> и <Я>) окрасок. [c.178]

Рис. 55. Щелевидиые полосы в пирамиде роста пинакоида. Разрез, параллельный оптической оси. Ув. 2

Температура роста. Каждая быстрорастущая пирамида роста кварца имеет свой определенный предел устойчивости, а именно при повышении температуры роста выше критической пирамида роста проявляет склонность к прокольному росту. При этом отмечается, что в лабораторных сосудах с большой величиной отношения отклонением длины к диаметру (т. е. улучшенной конвенцией) критическая температура на 10—15 °С выше, чем в больших промышленных сосудах. [c.172]

Морфологические особенности поверхности роста. При возникновении прокольного роста очень важно состояние поверхности затравки, а именно наличие углублений и каналов способствует прокольному росту. Аналогичный эффект оказывает отклонение плоскости затравки от плоскости пинакоида (косые срезы). Следует также отметить, что в большинстве случаев начало прокольного роста приурочено к границам секторов и пирамид роста. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология