Монокристаллы металлов.методы получения и свойства

Этот метод позволяет получить листы, панели, прутки, трубы и другие изделия сложной формы непосредственно из расплава.

3. Зонная плавка, предложенная Пфанном. К зонной плавке близок метод кристаллизации из металлических расплавов (зонная плавка с температурным градиентом).

4. Формирование монокристалла наплавлением металла или какого-либо другого вещества на торцевую поверхность перемещающейся вниз затравки (метод Вернейля).Получение монокристаллов металла перекристаллизацией в твердой фазе основано на полиморфном превращении или рекристаллизации. Формирование монокристаллической структуры в твердой фазе может проходить с участием жидкой фазы, находящейся внутри или контактирующей снаружи с основным металлом, или отличающейся от него химическим составом. Твердофазная перекристаллизация может эффективно использоваться для получения монокристаллов полиморфных металлов или монокристаллов тугоплавких металлов в виде проволоки, ленты (например, метод Пинча).Получение металлических монокристаллов с помощью плазменно-дуговой зонной плавки.

Плазменную дугу применяют в металлургии для выплавки и рафинирования металлов и сплавов. Низкотемпературная (дуговая) плазма представляет собой гибко регулируемый источник тепловой энергии для нагрева и плавления металла и позволяет сконцентрировать в ограниченном объеме большую тепловую мощность, создать высокие температуры газов. Одновременно плазма активизирует физико-химические процессы. Эффективность применения плазменных процессов зависит во многом от развития генераторов плазмы, плазменных печей, реакторов, источников питания, методов регулирования и анализа плазмы, а также исследованием физико-химических процессов в низкотемпературной плазме, что представляет большие методические трудности. При синтезе разных фаз сложного состава в полии монокристаллическом состояниях низкотемпературная плазма может влиять на кинетику взаимодействия составляющих фаз компонентов, способствовать образованию метастабильных фаз. Это обусловлено присутствием в низкотемпературной плазме свободных электронов определенной концентрации. Чем меньше ионизационный потенциал плазмообразующего газа и больше электронная концентрация, тем эффективнее это влияние. В частности, при выращивании монокристаллов некоторых тугоплавких карбидов низкотемпературная плазма может способствовать получению этих карбидов стехиометрического состава, тогда как при синтезе при тех же температурах, но в отсутствии низкотемпературной плазмы они зачастую получаются с отклонением от стехиометрии и содержат свободный углерод. Пламенный переплав осуществляется на промышленных или полупромышленных установках по следующим схемам: переплав расходуемых электродов в вводоохлаждаемом кристаллизаторе; плавка шихтовых материалов в печах с керамическим тигле; индукционная плавка шахтовых материалов с дополнительным плазменным нагревом. Использование плазменно-дуговой зонной плавки позволило не только снизить содержание примесей в рафинируемом металле, но и получить достаточно крупные монокристаллы тугоплавких металлов, а также монокристаллы веществ с температурой плавления выше, чем у вольфрама (некоторые карбиды, бориды).

Заключение

.

Дальнейшее изучение и применение металлических монокристаллов представляется весьма перспективным. Из года в год область применения в науке и технике монокристаллов непрерывно ширится и возрастает, но вместе с тем возрастают и требования к чистоте и совершенству монокристаллов. За прошедшие десятилетия изобретено и опробовано с разной степенью эффективности более ста пятидесяти методов получения монокристаллов, но основными из них являются получение монокристаллов из газовой фазы, расплавов, растворителей. Представляется, что в будущем эта отрасль будет развиваться еще стремительней, а методы получения монокристаллов металла будут комбинироваться и усовершенствоваться.

Список литературы

.Чернов А. А., Гиваргизов Е. И., Багдасаров Х. С., Кузнецов В. А., Демьянец Л. Н., Лобачев

А.Н, Современная кристаллография (том III). Образование кристаллов, издательство"Наука", Москва, 1980 год, с.-407Н.П. Лякишев, Г. С. Бурханов, монография «Металлические монокристаллы», издательство «Элиз», Москва, 2002 год.В. Пфанн, Зонная плавка, издательство «Мир», 1970 год. Интернет-ресур «Студопедия».

http://studopedia.ru/10_138 788_poluchenie-monokristallov.html.