|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
Синтетические кристаллы | Синтетические (далее С) выращенные искусственно в лабораторных или заводских условиях. Из общего числа Соколо 104 относятся к неорганическим веществам. Некоторые из них не встречаются в природе. Однако первое место занимают органические Снасчитывающие сотни тысяч разнообразных составов и вообще не встречающиеся в природе. С другой стороны, из 3000 составляющих многообразие природных минералов, искусственно удается выращивать только несколько сотен, из которых для практического применения существенное значение имеют только 20-30 (см. табл.). Объясняется это сложностью процессов кристаллизации и техническими трудностями, связанными с необходимостью точного соблюдения режима выращивания монокристаллов.
Первые попытки синтеза относящиеся к 16-17 вв., состояли в перекристаллизации воднорастворимых веществ, встречающихся в виде в природе (сульфаты, галогениды). После расшифровки состава природных минералов появились попытки синтеза минералов из порошков с использованием техники обжига. Этим методом были получены мелкие СВ начале 20 в. синтезом занимались Е. С. Федоров и Г. В. Вульф, которые исследовали условия воднорастворимых соединений и усовершенствовали аппаратуру. В дальнейшем А. В. Шубников разработал общие принципы образования из водных растворов (сегнетова соль, дигидрофосфат и др., см. рис. 1, 3, 4) и из расплавов (однокомпонентных и многокомпонентных систем), под его руководством была создана первая фабрика С Скварца получают в гидротермальных условиях. Маленькие "затравочные" различных направлений вырезаются из природных кварца. Хотя кварц широко распространен в природе, однако его природные запасы не покрывают нужд техники, кроме того, природный кварц содержит много примесей. Скварца массой до 15 кг выращивают в автоклавах в течение многих месяцев, а особо чистые (оптический кварц) растут несколько лет (рис. 5, 6). Наиболее распространенные синтетические Название | формула | Методы выращивания | Средняя величина | Области применения | Кварц | 2 | Гидротермаль- ный | От 1 до 15 кг, 300´200´150 мм | Пьезоэлектрические преобразователи, ювелирные изделия, оптические приборы | Корунд | 23 | Методы Вернейля и Чохральского, зонная плавка | Стержни диаметром 20-40 мм, длиной до 2 м, пластинки 200´300´30 мм | Приборостроение, часовая промышленность, ювелирные изделия | |
| Метод Чохральского | От 100 г до 10 кг, цилиндры 200 мм ´ 500 мм | Полупроводниковые приборы | |
| То же | То же | То же | Галогениды | , | То же | От 1 до 25 кг, 100´100´600 | Сцинтилляторы | Сегнетова соль | 446´42 | из растворов | От 1 до 40 кг, 500´500´300 мм | Пьезоэлементы | Дигидрофосфат | 24 | То же | От 1 до 40 кг, 500´500´300 мм | То же | Алюмоиттрие- вый гранат | 3512 | Метод Чохральского, зонная плавка | 40´40´150 мм 30´200´150 мм | Лазеры, ювелирные изделия | Иттриево-же- лезистый гранат | 3512 | из растворов-расплавов | 30´30´30 мм | Радиоакустическая промышленность, электроника | гранат | 3512 | Метод Чохральского | 20´30´100 мм | Подложки для пленок | Алмаз |
| при сверхвысоких давлениях | От 0,1 до 3 мм | Абразивная промышленность | Ниобат лития | 3 | Метод Чохральского | 10´10´100 мм | Пьезо- и сегнетоэлементы | Нафталин | 108 | Метод Киропулоса | Блоки в несколько кг | Сцинтилляционные приборы | Бифталат | 854 | из водных растворов | 40´100´100 мм | Рентгеновские анализаторы, нелинейная оптика | | 3 | Гидротермальный | 10´30´30 мм | Оптические приборы | Сульфид |
| Рост из газовой фазы | Стержни 20´20´100 мм | Полупроводниковые приборы | Сульфид |
| То же | Стержни 20´20´100 мм |
| Арсенид |
| Газотранспорт- ные реакции | Стержни 20´20´100 мм |
| Фосфид |
| То же | То же | То же | Молибдаты редкоземельных элементов | 2(4)3 | Комбинирован- ный метод Чохральского | 10´10´100 мм | Лазеры | Двуокись | 2 | Высокочастот- ный нагрев в холодном контейнере | Блоки около 2 кг, столбчатые 100´10´50 мм | Ювелирные изделия | Двуокись | 2 | То же | То же | То же | | 4 | То же | 10´10´100 мм | Лазеры | Алюминат иттрия | 3 | Метод Чохральского | 10´10´100 мм | То же | (трубы разных сечений) |
| Метод Степанова | Длина 103 мм, диаметр 3-200 мм | Металлургия | Мир геометрически правильных связан в сознании людей с миром драгоценных и поделочных камней. Поэтому усилия многих ученых были направлены на синтез алмаза, рубина, аквамарина, сапфира и др. В начале века были получены Срубина из растворов в расплавах поташа и соды в виде темно-малинового цвета. Позже (в конце 19 в.) французский ученый Вернейль изобрел специальный аппарат для получения Срубина, который в дальнейшем был усовершенствован. Порошок 23 с добавкой нескольких % 23 непрерывно поступает в зону печи, где происходит горение в Капли расплавленной массы попадают затем на более холодный участок затравки и тотчас же В СССР работают аппараты системы С. К. Попова, которые позволяют получать Срубина в виде стержней диаметром от 20 до 40 мм и Длина до 2 м - для лазеров, нитеводителей, а также для стекол космических приборов. Большую долю Срубина потребляет часовая промышленность, но основным потребителем синтетического рубина является ювелирная промышленность. Добавка к 23 примесей солей , Со, и других позволяет получить Сразличной окраски, имитирующие окраску сапфиров, топазов, аквамаринов (рис. 7, 8) и других природных драгоценных камней.
Салмаза были получены в 50-х гг. из порошка графита, смешанного с . Смесь прессуется в виде небольших (2-3 см) дисков, которые затем нагреваются до температуры 2000-3000 °С при давлении в 100-200 тыс. am. В этих условиях графит превращается в алмаз. Величина Салмаза порядка десятых долей мм. В особых условиях удается получить Салмаза до 2-3 мм. В СССР создана алмазная промышленность для нужд главным образом буровой техники. Салмазов, конкурирующие с природными ювелирными образцами, пока получены в небольших количествах.
Начиная с 50-х гг. развивается промышленность органических С- нафталина, стильбена, толана, антрацена и др., применяющихся в сцинтилляционных устройствах (см., например, Сцинтилляционный счетчик). Синтез этих осуществляется в основном методом Чохральского. По размерам эти Ссоперничают с крупными неорганическими (воднорастворимыми) Наиболее применяемые полупроводниковые (, , , и др.) в природе не встречаются. Все они выращиваются из расплавов в виде цилиндров диаметром от 10 до 20 см и Длина 30-50 см.
В лабораторных условиях из растворов расплавов выращивают Сферрогранатов и изумрудов. Однако промышленного развития эти методы еще не получили. Развиваются исследования, связанные с промышленным выпуском синтетических драгоценных камней на основе алюмоиттриевых гранатов (гранатиты) (рис. 2а, 2б) и двуокисей и (фианиты). Это - Сс окраски, имитирующие изумруды, топазы и алмазы за счет большого широкой гаммой преломления света.
Лит.: Федоров Е. С., Процесс "Природа", 1915, декабрь; Вульф Г. В., их образование, вид и строение, М., 1917; Шубников А. В., Как растут М. - Л., 1935; Аншелес О. М., Татарский В. Б., Штернберг А. А., Скоростное выращивание однородных из растворов, (Л.), 1945; Попов С. К., Новый производственный метод выращивания корунда, "Изв. АН СССР. Серия физическая", 1946, т. 10,№5-6; Штернберг А. А., в природе и технике, М., 1961; Условия роста и реальная структура кварца, в кн.: Всесоюзное совещание по росту Ер., 1972, ч. 2, с. 186; Мильвидский М. Г., Освенский В. Б., Получение совершенных монокристаллов полупроводников при из расплава, там же, ч. 2, с. 50; Багдасаров Х. С., Проблемы синтеза крупных тугоплавких оптических монокристаллов, там же, ч. 2, с. 6; Тимофеева В. А., Дохновский И. Б., Выращивание иттриево- гранатов из растворов - расплавов на точечных затравках в динамическом режиме, "Кристаллография", 1971, т. 16, в. 3, с. 616; Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш., Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике, М., 1975.
В. А. Тимофеева.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
|
|
|
|
|
Новости 13.12.2024 22:10:59
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|