ня здійснюється індукційним, радіаційно-оптичним або іншим методом. Швидкість вирощування за методами 4 і 5 близька до такої для 2 і 3 методів. При реалізації трьох останніх способів необхідно регулювання газового середовища вирощування.
1 - тверда фаза, 2 - розплав, 3 - нагрівач (стрілкою показано напрямок руху нагрівача).
Малюнок 5 - Схема пристрою для зонної плавки
. 6 гідротермальної вирощування
Вихідні оксиди або готовий складний оксид розчиняють у водних розчинах кислот або лугів для реалізації гідротермального методу. Вирощування проводять в автоклавах із захисними корозійностійким вкладишами, наприклад, для феритів при 375-725 і тиску 1800-2000 атм. Через різницю температур у верхній і нижній зонах автоклава вгорі виділяється кристал. Швидкість вирощування - від часток мм до декількох мм на добу. Вирощувані монокристали зазвичай мають високу якість і характерну кристалографічну огранювання, т.к. ростуть в умовах більш-менш близьких до рівноважних.
- розчин, 2 - кріcталл, 3 - піч, 4 - речовина для кристалізації ()
Малюнок 6 - Схема автоклава для гідротермального синтезу
. 7 Метод твердофазной рекристалізації
Для вирощування кристалів шляхом твердофазної рекристалізації призводять в зіткнення керамічну заготівлю та монокристаллическую затравку, між ними іноді поміщають речовина, ініційоване процес рекристалізації, зокрема, при отриманні феритових кристалів - оксид заліза (тонкий шар). Якщо швидкість рекристалізації перевищує швидкість виходу пір на поверхню, що отримується кристал може бути досить пористим. Після отримання мо?? окрісталлов їх точно орієнтують в просторі і піддають механічній обробці. На монокристали наносять захисні покриття і при необхідності шари матеріалів різного функціонального призначення. [6]
. Вирощування крісталловолокон
Для виробництва волокон діаметром не більше 10 мкм застосовуються головним чином два методи: метод LHPG і метод.
. 1 Метод лазерного розігріву (LHPG)
Перші вдалі експерименти з вирощування кристалів з розплавленої зони на п'єдесталі, використовуваному як зародка, були здійснені Поплавським. Плавлення речовини здійснювали за допомогою резистивного нагрівача. У 1972 році, Хаггерті та ін. Розробили технологію LHPG, в якій для нагрівання і плавлення речовини використовують енергію лазерного променя. Пізніше ця технологія була істотно поліпшена в Стенфордському університеті Фейгельсон. На малюнку 7 приведена схема установки для вирощування крісталловолокон методом лазерного розігріву. Нагрів та плавлення вихідного матеріалу в ній виконується за допомогою інфрачервоного (10,06 мкм) -лазера, що працює в стаціонарному режимі для стабілізації напрямки і потужності лазерного пучка.
Малюнок 7 - Схематична ілюстрація методу лазерного розігріву
Щоб уникнути появи холодних ділянок в зоні плавлення в своїх експериментах Феджер використовував оптичну систему, що забезпечує фокусування лазерного променя рівномірно по всьому колу заготовки. Потужність нагріву регулювалася комп'ютером. Процес вирощування крісталловолокна виконувався в спеціальній герметичній камері. Ця камера не дозволяла випадковим повітряним потокам викликати зміна діаметра вирощуваного волокна, але допускала використовувати хімічно активну або інертну атмосферу або підтримувати вакуум в процесі синтезу (рісунок8).
Рисунок 8 - Усередині ростової LHPD камери
Кількість енергії, необхідне для того, щоб розплавити заготовку, залежить від температури плавлення її матеріалу, діаметра, а такжекоеффіціента оптичного поглинання. Випромінювання -лазера (з довжиною хвилі 10,06 мкм) використовується, як правило, для речовин з температурою плавлення до ~ 3000 ° С. Найбільш значущою особливістю технології LHPG є можливість отримання різних речовин (у тому числі твердих розчинів, матеріалів з неконгруентним плавленням і з різною концентрацією домішок) в монокристаллической формі, необхідної для ряду фізичних, хімічних і кристалографічних експериментів. Метод LHPG за цим показником близький до ідеального методу вирощування монокристалів, Він дозволяє легко отримувати монокристали за набагато менший проміжок часу, ніж стандартні методи, і за нижчою ціною. Крім того, технологія LHPG відноситься до бестігельной технологіям, що позитивно позначається на хімічній чистоті вирощуваних крісталловолокон (відсутні неконтрольовані домішки і забруднення від тигля). У якості вихідних матеріалів в методі LHPG використовують заготовки круглого або прямокутного перерізу з полікристалічного (відсутні неконтрольовані...
