Получение кристаллов из жидкой фазы

Раздел 1. Получение кристаллов из жидкой фазы [c.219]

I — кристаллы, полученные из паровой фазы 2 — кристаллы, полученные из жидкой фазы [c.486]

Выращивание кристаллов из газовой фазы, как и выращивание из жидких растворов, можно производить при сравнительно низких температурах, что важно при получении монокристаллов тугоплавких, инконгруэнтно плавящихся или испытывающих полиморфные превращения соединений. К достоинству газофазных методов также относится возможность использования газообразных компонентов или соединений для их доставки к месту роста кристалла. [c.314]

Рассмотрим особенности легирования кристаллов в процессе их выращивания из жидкой фазы. Широко применяемым методом получения легированных монокристаллов полупроводников является выращивание их из расплава, к которому добавлена нужная примесь. [c.266]

К. образуются и растут чаще всего из жидкой фазы — р-ра или расплава возможно получение К. из газовой фазы или при фазовом превращении в тв. фазе (см. Кристаллизация). В природе встречаются монокристаллы разл. размеров — от громадных (до сотен кг) К. кварца (горного хрусталя), флюорита, полевого шпата до мелких К. алмаза и др. Для науч. и пром. целей К. выращивают (синтезируют) в лабораториях и на заводах (см. Синтетические кристаллы). К. образуются и из таких сложных природных в-в, как белки и даже вирусы (см. Биологические кристаллы). [c.328]

Например, в качестве методов, относимых к первой группе, можно назвать следующие вакуумное напыление, распыление и химические реакции в газовой фазе. Ко второй группе относятся различные методы закалки из жидкого состояния. К третьей группе можно отнести методы облучения частицами поверхности кристалла, воздействия ударной волной и ряд других. Имеется также еще одна особая группа методов, которые можно было бы с известными оговорками отнести к первой группе. Речь идет о методах электролитического осаждения аморфных пленок из растворов электролитов, главным образом водных растворов. Характеристики различных методов получения аморфных структур представлены в табл. 2.1. Ниже мы в общих чертах дадим описание этих методов. [c.29]

Критические точки, полученные на кривых охлаждения, переносятся на диаграмму состояния и соединяются. Получаются линии ЛЕВ и MEN. Линия ЛЕВ диаграммы является линией ликвидус все сплавы, лежащие выше этой линии, находятся в жидком состоянии. Линия MEN является линией солидус, ниже нее все сплавы свинец -сурьма находятся в твердом состоянии. В интервале между ликвидусом и солидусом сплав состоит из двух фаз — жидкого раствора и кристаллов одного из компонентов. Сплавы, содержащие менее 13 % Sb, лежащие слева от эвтектического сплава, называют доэвтектическими, а более 13 % Sb, — заэвтектическими. Структура и свойства [c.53]

В. Т. Борисов с сотрудниками исследовали влияние переохлаждения перед фронтом кристаллизации эвтектических сплавов на скорость роста кристаллов. Значительные переохлаждения (- 12°С) на фронте кристаллизации наблюдаются в сплаве Sn—Bi. В сплаве Sn—Zn переохлаждение в два—три раза меньше. Скорость роста кристаллов в обоих сплавах увеличивается с повышением степени переохлаждения на фронте кристаллизации. Анализируя полученные результаты, авторы считают, что в исследуемых сплавах осуществляется нормальный механизм роста, связанный с большой плотностью точек роста на грани растущего кристалла. В. Т. Борисов [73, с. 30—38] рассматривает нормальный механизм роста, скорость которого определяется флуктуационной частью плотности точек роста, характеризующей интенсивность обмена атомами между сосуществующими фазами. Плотность точек роста характеризуется вероятностью возникновения за счет флуктуаций локального разрыхления грани кристалла, стимулирующего переход атомов из жидкого в твердое состояние. В работе [70, с. 26—33] В. Т. Борисов предложил модифицированную формулу скорости роста, в которую ввел координационное число для жидкости. При этом он утверждает, что предложенная формула позволяет количественно описать нормальный механизм роста металлических кристаллов, поскольку они имеют малую вязкость и небольшую теплоту плавления. Вещества с высокой вязкостью типа салола кристаллизуются по механизму образования двумерных зародышей на грани растущего кристалла. [c.63]

Диффузионная подвижность атомов в твердом состоянии значительно меньше, чем в жидкой фазе. Поэтому образование и рост зародышей новой фазы в твердом состоянии затруднены сложностью получения требуемых флуктуаций концентрации и замедленным подводом атомов одного из компонентов исходной (маточной) фазы к границам растущего кристалла. Чаще всего зародыши новой [c.112]

Зарождение новой фазы рассмотрим на примере образования кристаллической фазы из жидкой, что считается основным процессом при получении кристаллов. На самом деле, термодинамические основы диффузионного зарождения новой фазы при различных превращениях (газ - жидкость, газ - кристалл, жидкость - жидкость, жидкость - кристалл и кристалл - кристалл) идентичны, поскольку в каждом случае образуется поверхность, разделяющая фазы с различными свойствами. [c.94]

Выращивание монокристаллов может происходить из одно- и многокомпонентных систем. Получение из однокомпонентной системы проще, так как при этом не происходит диффузионных процессов перераспределения компонентов, значительно усложняющих процесс. Рост кристалла может происходить из различных фаз жидкой, газовой или твердой. Классификация методов представлена на рис. 5.2 и 5.3. [c.309]

Возвращаясь вновь к модели твердых шаров, видим (рис. 6.8), что переходы из твердой фазы в жидкую происходят спонтанно в некотором интервале смешения соответствующей плотности упаковки г в пределах примерно от т] 0,50 до 0,45. При постоянном давлении плавление сопровождается увеличением объема примерно на 10%. Отметим сразу же, что плотность в этом интервале составляет лишь 2/3 ее значения в регулярном плотно упакованном кристалле (т1п.у = 0,74) она также заметно ниже максимальной плотности при случайной плотной упаковке, Т1с.п.у = = 0,63 — 0,64, полученной для модели Бернала ( 2.11). [c.279]

Рассмотрим сущность основных методов очистки кристаллизацией. Для того, чтобы обеспечить получение материала с предельной степенью чистоты кристаллизационными методами необходимо, чтобы кристаллизация начиналась в заданном месте и происходила в определенном направлении, то есть необходимо создать четкую границу между твердой и жидкой фазами и обеспечить ее медленное и равномерное движение вдоль очищаемого слитка. Эти условия достигаются заданием градиента температуры, обеспечивающего направленный отвод тепла и направленное продвижение фронта кристаллизации. При этом, в зависимости от значений К, примесь будет или захватываться твердой фазой К > 1), освобождая от нее расплав, или оттесняться от границы раздела в расплав < 1). В первом случае части слитка, затвердевающие позже, будут чище предыдущих во втором случае наиболее чистой оказывается начальная часть слитка. При рассмотрении процессов очистки кристаллов, выращиваемых из расплава, все многообразие методов выращивания кристаллов направленной кристаллизацией можно свести к двум идеализированным схемам нормальной направленной кристаллизации и зонной плавке. В частности, первой схемой описывается процесс очистки кристаллов, выращиваемых широко используемым в промыш- [c.204]

Также на практике часто используется метод прохождения легирующей зоны через чистый исходный образец для получения равномерно легированных кристаллов. Суть метода сводится к следующему. В расплавленную в начале чистого кристалла зону вводят легирующую примесь. Для примеси с К < 1 при кристаллизации расплава из зоны уходит настолько мало примеси, что состав жидкой фазы практически не меняется и, таким образом, получается однородно легированный материал. Поэтому этот метод наиболее эффективен для примесей с К [c.271]

Микроструктура цинкового покрытия после термообработки по I варианту (рис. 4, а) состоит из а-твердого раствора цинка в железе, тонкого слоя Г-фазы, мелких столбчатых кристаллов б -фазы, -фазы, постепенно переходящей в верхний слой окисленного цинка (остатки ц-фазы), т. е. мы еще в полной мере наблюдаем всю гамму структурных составляющих цинкового покрытия, полученного жидким методом (см. рис. 3). [c.177]

Кристаллическая, структура. Теллурид цинка является типичным представителем группы соединений типа структурными модификациями которых являются сфалерит (кубическая) и вюрцит (гексагональная). Первая из них является стабильной. В процессе получения из газовой фазы 2пТе кристаллизуется не только в трехслойной (кубической) или двухслойной (гексагональной) упаковках, но может образовывать также смесь кубических и гексагональных кристаллов. Последние имеют 15-слойную ромбоэдрическую упаковку (типа 15/ ) [38, 39]. Из жидкой фазы 2пТе кристаллизуется по типу сфалерита во всем интервале обычных температур и давлений. [c.12]

Кристаллизация-ъыдеяетк твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Этот процесс представляет собой переход вещества из жидкой фазы в твердую. Применяется, в частности, для получения веществ повьпыенной чистоты. [c.7]

Основным методом получения нитевидных кристаллов карбида и нитрида кремния, окиси и нитрида алюминия и других тугоплавких соединений является осаждение из газовой фазы с использованием химических транспортных реакций, реакций пиролиза, восстановления летучих соединений и др. Промышленное производство нитевидных кристаллов указанным методом стало возможным после детального исследования Вагнером, Элиссом и др. механизма их роста, получившего название пар—жидкость—твердая фаза (ПЖТ). При получении методом ПЖТ нитевидных кристаллов тугоплавких соединений (40 ] в реакционную зону, в которой ведется осаждение соединения, специально вводят примеси некоторых элементов, образующих капельки жидких растворов с элементами соединения, например углерод, железо, кремний, алюминий и др. При получении нитевидных кристаллов карбида кремния используют жидкие тройные растворы железо кремний—углерод. Поверхность жидкой фазы является сильным катализатором участвующих в осаждении химических реакций, поэтому выделение вещества из газовой фазы происходит преимущественно на поверхности присутствующих в ростовой зоне жидких капелек. Далее происходит его растворение в капельке, диффузионный перенос через объем капли к границе раздела с подложкой и кристаллизация под каплей. В результате на подложке образуются вытянутые столбики конденсата, являющиеся нитевидными кристаллами. Ввиду малой скорости осаждения непосредственно на твердой поверхности кристаллы почти не растут в толщину, и отношение длины к диаметру у них достигает 1000 и более. В зависимости от условий получения они имеют диаметр от долей микрона до нескольких десятков микрон и длину до 60—80 мм. [c.40]

В настоящее время известно довольно большое число способов, позволяющих получать аморфные металлы и сплавы [I—5]. Основные процессы получения аморфного (стеклообразного) состояния металлов можно описать схемой, приведенной на рис. 2.1. Равновесные обратимые процессы изменения состояния металлов, а именно, газ —> жидкость, жидкость <--> кристалл, газ ч—>кристалл показаны сплошными стрелками. Получение аморфного состояния связано с неравновесными гароцессами. Эти изменения состояния металлов даны на рисунке штриховыми стрелками. Таким образом методы получения аморфных структур могут быть отнесены к одной из следующих трех групп 1) осаждение мetaллa из газовой фазы 2) затвердевание жидкого металла 3) введение дефектов IB металлический кристалл. [c.29]

Способы получения аморфного состояния могут быть отнесены к одной из следующих групп закалка из жидкого состояния (спиннингование расплава, центробежная закалка, метод выстреливания, метод молота и наковальни, вытягивание расплава в стеклянном капилляре и др.), закалка из газовой фазы (вакуумное напыление, ионно-плазменное распыление, химические реакции в газовой фазе и др.), амор-физация кристаллического тела при высокоэнергетических воздействиях (облучение частицами поверхности кристалла, лазерное облучение, воздействия ударной волной, ионная имплантация и др.), химическая или электрохимическая металлизация. [c.554]

При использовании метода монокристалличе-ского затвердевания, как и при направленном росте, в течение всего цикла кристаллизации температура жидкой фазы должна быть вьппе температуры ликвидуса. Для вьфащивания монокристаллов используют метод затравок или метод селективного роста. Сложность получения монокристалла состоит в том, что лишь одно из многих зерен, которые зарождаются на поверхности кристаллизатора, должно прорасти через всю годную часть отливки. Чтобы сохранилось одно зерно растущий кристалл должен несколько раз поменять направление, прежде чем войдет в полезное сечение изложницы (рис. 12.9). Качество монокристаллических лопаток зависит от химического состава сплава и жесткого соблюдения технологического режима литья по выплавляемым моделям в полностью автоматизированных вакуумных печах. [c.584]

В данной статье мы рассмотрим один тип двумерных систем, а именно свободно подвешенные пленки жидких кристаллов. Мы расскажем о результатах исследований природы двумерного упорядочения в них, проводившихся новыми зкспе римептальными методами. На рис. 1 показаны микрофотографии свободно подвешенных пленок, полученные в отраженном свете для двух разных жидкокристаллических фаз, одной из жидких, а другой из кристаллических смектических слоев. [c.104]

При концентрациях хлорида выше 70% наблюдается облагорааивание потенциала. При этом, естественно, имеет место повышение скорости, растворения стали, характер которого местный. Известно, что местное растворение стали может наблюдаться только при смещении потенциала из области активного растворения в область потенциалов питтингообразования [ 5]. Полученные данные согласуются с этим положением, но в конечном итоге, а в начальный момент, когда металл погружается в смесь двух фаз - раствора Na-ti и твердых кристаллов Л с.С , потенциал стали также отрицателен, как и при меньших концентрациях хлорида - в одной жидкой фазе - [c.173]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

Обинш вид диаграммы состояния из компонентов, неограниченно растворимых в жидком состоянии, ограниченно растворимых в твердом состоянии и образующих перитектику, представлен на рис. 34, г. Отличительной особенностью процесса кристаллизации указанных сплавов является то, что в сплавах с концентрацией компонентов, находящейся между точками С и N, при постоянной температуре, соответствующей линии DM, происходит взаимодействие кристаллов твердого раствора Р с оставшейся частью жидкой фазы сплава, в результате чего образуются кристаллы нового твердого раствора с концентрацией компонентов, отвечающей точке О. Следовательно, при температуре, соответствующей линии DN, в равновесии находятся три фазы — одна жидкая и две твердые. Такое превращение, когда в процессе кристаллизации из двух фаз образуется третья, называется перитектическим, а структура сплава, полученная при этом, называется перитектикой. Процесс кристаллизации сплавов с концентрацией компонентов, находящейся между точками D я N, заканчивается при температуре, соответствую- [c.77]

В настоящем параграфе рассматриваются фазовые равновесия между твердой и жидкой фазами в системах элементов III и V групп. Рассмотрение этих вопросов имеет первостепенную важность для выращивания кристаллов методом ЖФЭ. Однако, как показано в 7 этой главы, полученные значения химических активностей компонентов твердого раствора также необходимы при расчете равновесий, используемых в ХОГФ. Термодинамическая модель, чаще всего используемая для расчета систем, состоящих из элементов III и V групп, достаточно подробно изложена для бинарных систем. В качестве примера рассматривается также применение этой модели для тройной системы А1—Ga—As и кратко описано ее применение к четверным системам. Использование термодинамических расчетов для системы А1—Ga—As представляется особенно важным вследствие того значения в изготовлении лазеров, которое играет твердый раствор AUGai-xAs, получаемый методом ЖФЭ. Неизвестно, будет ли ЖФЭ оптимальным методом выращивания в других системах твердых растворов соединений А В . [c.89]

Одним из отличий Л1Ю-. тройных а фаз от термотропной смектической Д-фазы является трудность получения их хорошо ориентированных образцов. В термотропных смектических Л-жидких кристаллах на самом деле нет дискретных двумерных жидких слоев, уложенных стопкой друг на друга. Строго можно говорить лишь о статистических корреляциях в расположении молекул, соответствующих дальнему позиционному порядку слоевого типа. Этому порядку сопутствуют флуктуации, означающие, что молекулы, довольно свободно могут перемещаться как вдоль слоев, так и [c.57]

Вязкоупругие свойства. Динамику жестких стерж ней вблизи температуры перехода из нематической в изотропную фазу для атермального режима исследовал М. Дои [12] из Токийского университета. Ему удалось выделить из молекулярно-кинетического уравнения реологическую часть, описывающую вязкость, Парис. 6 показана полученная им кривая зависимости вязкости q при нулевом напряжении сдвига от величины ф. Вязкость Г1 резко возрастает перед появле нием упорядоченной фазы, поскольку вращательнук> диффузию каждого стержня сильно затрудняют соседние стержни, когда объемная доля стержней превышает l/Z> . Выше ф затрудненность вращений становится меньше, поскольку увеличивается нематический порядок, и вязкость Г1 вновь падает. Такой ход изменения вязкости прослеживается во многих полимерах, образующих лиотропные жидкие кристаллы. [c.77]

Пака что макромолекулярные жидкие кристаллы применяются главным образом для получения сверх прочных полкмеров В табл. 2 приводятся некоторые характеристики волокон, полученных из жидкокри сталлической фазы жесткого. ароматического полиамид да кевлар, и волокон обычного полимера, полученного из изотроганогр расплава гибкого полиамида найлон 6,6. Если хар актеристики прочности привести к еди нице веса, то кевлар может соперничать со сталью в са мых различных сферах применения, начиная от пуленепробиваемых жилетов и кордов автомобильных шин и кончая якорными тросами буровых вышек, работающих в открытом море. Годовое производство этого [c.79]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, процесс выделения твердой фазы в виде кристаллов (см.) при затвердевании вещества в жидком состоянии (из расплава) или при выделении растворенного вещества из раствора. К. является одним из важнейших способов получения вещ ств в чистом виде (разделения компонентов раствора) о К. в технике см. Kpti-сталлизациоппые аппараты. [c.307]

Оно осуществляется методом диффузии примеси из внещней газовой, жидкой или твердой фаз, методом радиационного легирования и методом ионной имплантации. Метод диффузии в технологии производства объемных легированных материалов не получил распространения из-за малых скоростей диффузии в кристаллах. Тем не менее сами процессы диффузии играют больщую роль в технологии получения и обработки полупроводниковых материалов и создании приборов на их основе. Рассмотрению этих процессов посвящена гл. 8. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...