Методы выращивания монокристаллов

Раствор-расплавная кристаллизация

---

Выращивание из растворов
Основные достоинства
связаны с тем, что кристаллизация осуществляется ниже точки
плавления соединения и многообразие составов потенциальных растворителей.
Недостатки
:
• сложность
физико-химических процессов, протекающих в многокомпонентных
системах;
• трудно контролировать вхождение в кристалл примесей из раствора-расплава;
•
необходимо прецизионно регулировать температуру
• использование дорогостоящих платиновых и других кристаллизационных сосудов;
• в
случае Pt контейнеров и растворителей на основе висмута и свинца в
восстановительных
условиях
катионы
Bi
3+
и
Рb
2+
,
легко
восстанавf.ncz
до
металлического состояния и образуют с платиной низкотемпературные сплавы, что в
итоге приводит к разрушению тигля.
• возникают проблемы с массопереносом в вязких расплавах.
Раствор-расплавная кристаллизация

---

Выращивание из растворов
Эксперименты
проводят
в
автоклавах,
способных
выдержать
большие
давления
и
температуры.
Стандартный
автоклав
представляет
собой
толстостенный
стальной
цилиндр
с
соотношением
длины к внутреннему диаметру около 8-9.
Одним из важнейших элементов его является затвор,
обеспечивающий
надежную
герметизацию
кристаллизационного
пространства
в
течение
продолжительного времени.
Гидротермальный синтез
Автоклавы
Схема сосуда для гидротермального синтеза минералов: 1 и 10 -
технологические вводы, 2 и 11 - крепежные элементы, 3 -
кристаллодержатель с затравками, 4 - теплоизоляция, 5 - диафрагма,6 -
стенки автоклава, 7 и 8 - нагреватели, 9 - контейнер с шихтой

---

Выращивание из растворов
Для
защиты
раствора
и
выращиваемых
кристаллов
от
загрязнения продуктами коррозии внутренних стенок автоклава
часто применяют специальные защитные вкладыши (
футеровки
)
из безуглеродистого железа, меди, серебра (в случае щелочных
растворов), титана, платины (для кислых сред), тефлона (для
любых растворов ниже 300
о
С).
Экспериментальные исследования проводят обычно в сосудах
емкостью от 20 до 1000 см
3
,
а при промышленном производстве
кристаллов объем автоклавов может достигать нескольких
кубических метров.