Магазин сварочного оборудования в Киеве Голосов: 1 Адрес блога: http://gazosvarka.net.ua/ Добавлен: 2010-12-29 20:57:49 блограйдером gazosvarka

Получение монокристаллов

2011-09-25 11:07:19 (читать в оригинале)

В СССР и ряде стран монокристаллы тугоплавких металлов получают уже в промышленном масштабе.
Металлические монокристаллы можно выращивать из газообразной, жидкой и твердой фаз. Известно более ста методов получения монокристаллов. Их число и технический уровень возрастают по мере повышения требований к качеству монокристаллов - степени чистоты и совершенству кристаллической структуры. Наиболее полно изучен процесс роста кристаллов из паровой фазы. Выращивание кристаллов из расплава менее изучено. Однако этот метод в силу ряда преимуществ наиболее широко применяется в технике. Метод рекристаллизационного отжига реализуется преимущественно в лабораторных условиях.

---

Возвратно-поступательное перемещение плазматрона

2011-09-25 11:05:14 (читать в оригинале)

Возможность применения разных плазмообразующих газов и газовых смесей позволяет не только защитить расплавленный металл от загрязнения, но и интенсифицировать его рафинировку от примесей за счет пЛаз-мо-химических реакций. Возбужденная плазменная дуга разогревает монокристаллическую затравку и создает на ее торцевой поверхности ванну расплава 4. Сбоку в плазменную дугу подается исходный материал в виде прутка 3, который оплавляется в плазменной дуге, и жидкий металл б каплями стекает в ванну расплава на торце монокристаллической затравки, непрерывно подпитывая ванну расплава. По мере подпитки расплава затравка монокристалла опускается со скоростью, обеспечивающей постоянный уровень фронта кристаллизации.
При выращивании монокристаллов тугоплавких металлов наиболее целесообразно использовать в качестве плазмообразующего газа смеси аргона с гелием или с водородом.

---

Процесс кристаллизации осаждаемого металла

2011-09-25 10:08:48 (читать в оригинале)

Этот метод характеризуется низкими температурами восстановления и кипения высших фторидов и хлоридов, относительно высокими скоростями осаждения. Основным недостатком метода восстановления галогенидов водородом является сравнительно невысокая чистота получаемых металлов. Применение высокочистых исходных галогенидов и водорода позволяет повысить чистоту осаждаемого металла. В работе сообщается, что для получения из газовой фазы высокочистых образцов ниобия был применен комбинированный метод очистки, включающий очистку исходного ЫЬС15 эффективной ректификацией, восстановление высокочистым водородом и отжиг восстановленного ниобия в глубоком вакууме (1 нПа). При скорости роста 0,3-Ю,6 мм/ч были выращены монокристаллы длиной до 12 мм, толщиной 2-4 мм.
Процесс кристаллизации осаждаемого металла регулируется парциальным давлением паров галогенидов и температурами зон синтеза и диссоциации. Для получения кристаллов молибдена и вольфрама используют хлориды,- для получения хрома, ванадия, циркония и титана - иодиды, для ниобия и тантала - как иодиды, так и хлориды.

---

Метод зонной плавки

2011-09-25 09:58:20 (читать в оригинале)

Исходный материал в виде слитка (анод) помещают на молибденовый поддон, могущий совершить вращательное и возвратно-поступательное движение. Применение в качестве источника нагрева направленного электронного пучка позволяет расплавлять только определенные участки металла без контакта расплава с материалом тигля. С применением электронного нагрева были выращены монокристаллы молибдена и ниобия диаметром 15-20 мм.
Метод зонной плавки наиболее распространен для получения монокристаллов тугоплавких металлов. Зонную плавку тугоплавких металлов ведут в вакууме с применением электроннолучевого нагрева. Хотя основной характеристикой эффективности процесса является коэффициент распределения к, тугоплавкие металлы очищаются от примесей прежде всего за счет испарения летучих компонентов. Кроме того, в процессе зонной плавки происходит взаимодействие тугоплавких металлов с остаточными газами вакуумной среды. Автором работы получено выражение для распределения примеси по длине слитка после одного прохода с учетом ее испарения:

---

Распределение и плотность дислокаций

2011-09-25 09:57:19 (читать в оригинале)

Структура монокристаллов тугоплавких металлов может состоять в зависимости от условий получения и влияния разного рода внешних воздействий из субзерен различных порядков, отдельных дислокаций и их скоплений, полос скольжения, примесей, находящихся в твердом растворе и в виде избыточной фазы, пор, вакансий и т.д. Типичная субструктура монокристаллов вольфрама, состоящая из субзерен первого, второго и третьего порядков, а также беспорядочно расположенных ямок травления (места выхода дислокаций). В зависимости от условий кристаллизации в монокристаллах, выращиваемых из расплава, формируются ячеистая или дендритная структура роста. Ступенчатая, полосчатая, слоистая и некоторые другие виды субструктур также являются разновидностями структуры роста и имеют примесный характер.