Вернейля метод выращивания монокристаллов

Эти методы, в свою очередь, могут подразделяться на ряд других в зависимости от технологических особенностей процесса выращивания монокристаллов и условий их роста. Например, существует несколько методов выращивания монокристаллов ферритов из расплава — Чохральского, Вернейля, зонной плавки и т. д. Кроме того, следует заметить, что для технологии выращивания монокристаллов ферритов характерна не только специфичность отдельных методов выращивания, ио зачастую и специфичность выращивания отдельных веществ, предназначенных для различных целей применения. [c.126]

В работе [161 ] анализируются технико-экономические показатели выращивания профилированных монокристаллов сапфира (а-корунда) способом Степанова в сравнении с кристаллизацией методами Вернейля, Чохральского и направленной кристаллизации. При выращивании способом Степанова профилей относительно небольших сечений или тонкостенных за счет большого отношения площади излучающей поверхности б к объему кристалла V может быть обеспечена высокая скорость о%ода тепла, которая позволяет вести процесс выращивания при скоростях, на порядок больших, чем в других методах. Когда связанная с высокими скоростями кристаллизации повышенная плотность структурных дефектов не является препятствием для использования профилированных изделий из сапфира, применение способа Степанова особенно экономично. Сравнение технико-экономических показателей методов выращивания монокристаллов а-корунда из расплава свидетельствует о том, что по производительности и экономичности способ Степанова превосходит другие методы выращивания [161]. [c.248]

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]

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]

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]

Потребность расширения номенклатуры искусственных монокристаллов, однако, способствовала разработке новых методов выращивания, принципиально отличных от метода Вернейля. Так, в 1917 г. И. Чохральский предложил вытягивать кристаллы из расплава, находящегося в тигле [86]. Появление данного метода позволило осуществить кристаллизацию при строго контролируемых температурно-временных условиях. Именно метод Чохральского дал возможность проводить процесс кристаллизации в вакууме, а также в контролируемых нейтральных атмосферах. В отличие от метода Вернейля метод Чохральского был подвергнут принципиальным видоизменениям. Так, в 1926 г С. Киропулос заменил операцию вытягивания кристаллов из расплава на направленную кристаллизацию расплава путем плавного снижения его температуры [87]. В этом случае, однако, возникают трудности, связанные с извлечением из тигля выросшего монокристалла. Проблема была решена М. И. Мусатовым, который предложил на заключительной стадии кристаллизации вытягивать монокристалл на расстояние, исключающее контакт монокристалла со стенками тигля [88]. [c.86]

Рис. 100. Схема установки со световым нагревом для выращивания монокристаллов методом Вернейля 1 — главный рефлектор 2 — дуга 3 — контрольное зеркало 4 — держатель образца 5 — камера печи 6 — вспомогательный рефлектор 7 — поток газа 8 — вибратор, 9 — бункер 10 — фокус оптической системы 11 — выпуск газа. Вторая дуга включается на время замены электродов [1]

Выращивание монокристаллов методом Вернейля (методом газопламенной кристаллизации) осуществляют в приборе с водородно-кислородной горелкой 4 (рис. 220, а). Порошок вещества из сосуда 2 с пористым дном встряхивается периодически при помощи молоточка 7 и попадает в поток кислорода, подаваемого через трубку 3. В водородно-кислородном пламени [c.406]

На рис. 101 представлены некоторые схемы выращивания тугоплавких монокристаллов с помощью лазерного нагрева [31]. В случае метода Вернейля возможны два варианта конструктивных решений. В одном из них лазер располагается вдоль оси роста, бункер с исходной шихтой находится сбоку (рис. 101 а). В другом варианте два лазера располагаются на периферии, в то время как бункер с шихтой устанавливается вдоль оси роста (рис. 101 б). На рис. 102 представлен общий вид кристаллизационной установки с лазерным нагревом. [c.139]

Вернейлем [88] и использован для выращивания сапфира. Первое время метод применялся для выращивания драгоценных кристаллов. Во время второй мировой войны потребность в термостойких монокристаллах, особенно в сапфире, как в материалах для подшипников и часовых камней, повысила интерес к этому методу, и с тех пор этим методом были выращены моно- [c.228]

Существует несколько способов нагрева, использование которых определяется, с одной стороны, физико-химическими свойствами кристаллизуемого вещества, а с другой — методом выращивания монокристаллов. Например, метод Вернейля и газопламенный источник нафева неотделимы друг от друга. Аналогично и метод гарниссажа [103] применяется только с высокочастотным нафевом и т. д. Кроме того, тип источника нафева зачастую неотделим от условий выращивания монокристаллов. В частности, электронно-лучевой нагрев, возбуждаемый только в вакууме, применим лишь при выращивании монокристаллов в вакууме. Использование плазменного нагрева, с характерным для этого способа потоком газов, возможно только при кристаллизации в газовой среде. [c.129]

Разумеется, что степень химической неоднородности ферритов зависит от метода их получения. Из числа известных методов синтеза монокристаллов (метод Вернейля [6—8], метод Чохральского [9—11], метод Бриджмена—Стокбаргера [12—14], гидротермальный метод [15, 16], метод рекристаллизации в твердой фазе [17—20] и метод выращивания монокристаллов из расплавленного растворителя [21—24]) наиболее удачным с точки зрения однородности и чистоты получаемого продукта, по-видимому, являются методы Бриджмена — Стокбаргера и гидротермальный [25—30]. Наименее однородные в химическом и механическом отношении образцы получаются методом Вернейля, который тем не менее привлекает внимание исследователей своей простотой и быстротой получения кристаллов. О характере и величине неоднородностей монокристаллов УзРе5 я0ах012 и зРе5 я А1а 012, выращенных из расплавленного растворителя, можно судить, например, из данных табл. 1 [31]. [c.8]

VIII.55. Бестигельные методы выращивания монокристаллов по [2] а — схема аппаратуры Вернейля Ь — выращивание из расплава на толстом кристаллическом стержне с — выращивание методом пла вающей зоны [c.615]

Рис. 58. Общая схема развития методов выращивания тугоплавких монокристаллов а — базовый метод Вернейля. б — базовый метод Чохральского (производные этого метода способ Киропулоса (7), способ Мусатова (2), способ Степанова (3)) в — базовый метод Бриджмена (производные этого метода способ Стокбаргера (4), способ Шмита и Вечника (5)), г — базовый метод Багдасарова

Как отмечалось выше, в зошюй плавке так же, как и в методе Вернейля, используется ограниченный объем расплава. Зонная плавка получила развитие в связи с химической очисткой исходного вещества от посторонних примесей [97]. Обычно с помощью высокочастотного нагрева создается узкая зона расплава, а затем путем перемещения слитка или индуктора (при высокочастотном нагреве) производится его перекристаллизация. Требуемого результата добиваются многократным повторением процесса. При определенных условиях с помощью зонной плавки можно также создать равномерное распределение примеси вдоль слитка. Зачастую зонную плавку используют при выращивании монокристаллов термически неустойчивых веществ. Сводя к минимуму ширину зоны расплава, удается значительно уменьшить время пребывания исходного вещества в расплавленном состоянии. [c.94]

Появившийся недавно интерес к механическим и электрическим свойствам карбидов и нитридов вызвал необходимость приготовле-ния монокристаллов. Монокристаллы карбидов получали методом Вернейля и методом зонной плавки и осаждением из металлических расплавов. Для выращивания монокристаллов нитридов использовались газотранспортные процессы. [c.21]

В случае выращивания монокристаллов пз расплава методом Вернейля используют затравки, вырезанные в определенном кристаллографическом направлении п укрепленные на несущем штоке, которые затем вводят в пламя кислородно-водородной горелки. При этом происходит оплавление затравки и образование на ней слоя расплава, удерживаемого силами поверхностного натяжения. Затравка вращается и одновременно медленно опускается, Прп перемещении верхней части затравки из горячей зоны в более холодную происходит кристаллизация жидкой фазы. Сверху из специального бункера непрерывно подается тонконзмельченная гпихта, приготовленная по керамической тех-нологи . В кислородно-водородном пламени шихта плавится и питает расплавленный слой на поверхгюсти затравочного кристалла. Подачу шихты и опускание штока, на котором укреплен затравочный кристалл, подбирают таким образом, чтобы граница между твердой и жидкой фазами оставалась на одном и том же уровне относительно пламени. [c.139]

По способам практического осуществления группа кристаллизационных методов весьма обширна нормальная направленная кристаллизация (метод Бриджмена), вытягивание из расплава (метод Чохраль-ского), зонная перекристаллизация или плавка (метод Пфанна), метод Вернейля и т. п. Однако метод Вернейля принципиально аналогичен методу зонной плавки, а методы Бриджмена и Чохральского описываются единой теорией. Поэтому рассмотрим лишь два основных метода кристаллизационной очистки и выращивания монокристаллов вытягивание из расплава и зонную плавку. [c.69]

Если желают получить зерна очень большого размера и совершенной формы, то используемая для этих целей техника имеет свои отличия. Методы выращивания кристаллов — предмет многочисленных исследований — позволяют получить монокристалл или путем простой кристаллизации, или посредством гидротермального синтеза, или же кристаллизацией из расплава при высокой температуре (метод Вернейля или Чохральского, зонная плавка и т. д.), или даже с помощью весьма специфических механизмов, таких, например, как химический транспорт [14]. Работа [15] содеришт обзор применяемых методов. Монокристаллы можно приготовить даже из таких тугоплавких веществ, как окислы FeO, NiO, СоО или СаО [16—19], а также монокристаллические стержни NiO или MnFea04 [20], механическая обработка которых достаточна для получения образца нужной формы. Для некоторых классов веществ с интересными пьезоэлектрическими или оптическими свойствами этот способ изготовления стал общепринятым. [c.194]

В методе Вернейля среда, в которой происходит кристаллизация, определяется свойством пламени и несколько изменяется от более окисляющей до более восстанавливающей в остальном условия кристаллизации достаточно хорошо фиксированы. Главная особенность метода Вернейля —кристалли-злдия расплава на вершине самого кристалла —сохраняется при любых способах нагрева. Однако при использовании индукционного нагрева или дуговой печи можно точно управлять составом кристаллизационной среды. Регулировать состав среды можно и при других методах кристаллизации. Если вещества устойчивы и характеризуются малым давлением пара, то процесс обычно ведут при атмосферном давлении инертного газа или в вакууме. Кристаллы веществ, склонных к испарению или разложению, выращивают в условиях, когда испарение (разложение) предотвращается или значительно замедляется. Так, например, испарение уменьшается при больших давлениях инертного газа. Этот прием был использован при выращивании монокристаллов селена по методу зонной плавки [137]. [c.37]

Рис. 220. Приборы для выращивания монокристаллов методами Вернейля (а) и Киропоулоса (б)

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]

Метод Вернейля позволяет выращивать профилированные монокристаллы (рис. 62 а-в). Следует подчеркнуть, что данный метод имеет определенную особенность, заключающуюся в том, что оплавляется только поверхностный слой монокристалла. В этом отношении условия выращивания близки к зонной плавке. Разница в том, что растущий торец монокристалла в случае метода Вернейля свободен, а в случае зонной плавки он прикрыт верхним стержнем. С учетом данного обстоятельства метод Вернейля, в иринцшш, можно рассматривать как разновидность зонной плавки. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология