Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Синтез минералов Том 1
Автор: Хаджи В.Е.Издательство: М.: Недра
Год издания: 1987
Страницы: 487
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212
Скачать:
А
ш
Синтез минералов. В 2-х томах. Том 1/В. Е. Хаджи, Л. И. Цино-бер, Л. М. Штеренлихт и др.—M.: Недра, 1987. 487 е., ил.
Освещены вопросы выращивания синтетического кварца. Изложены основы гидротермальной технологии выращивания и особенности производства. Приведены результаты экспериментов по выращиванию без- и малодислокационных кристаллов. Рассмотрена аппаратура, используемая при гидротермальном синтезе минералов. Показаны особенности производства алмаза, описаны термодинамические основы и кинетика спонтанного процесса кристаллизации алмаза и др. Даны практические рекомендации по промышленному применению солевого метода извлечения алмазов из продуктов спекания.
Для специалистов, занимающихся синтезом кристаллов и изучающих синтетические и природные минералы.
Табл. 35, ил. 177, список лит. 45 назв.
Авторы: В. Е. Хаджи, Л. И. Цинобер, Л. Af. Штеренлихт, М. И. Самойлович, Л. А. Гордиенко, Ю. А. Детчуев, В. И. За-днепровский, С. В. Колодиева, О. П. Комаров, В. А. Лаптев, Д. Г. Малова, Н. И. Петрова, Л. Н. Романов, Н. Г. Санжарлин-ский
Рецензент: Л. В. Бершов, д-р геол.-минер. наук (Институт геологии рудиых месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Академии наук СССР)
С
1904020000—252 043(01)-87
62-87
© Издательство «Недра», 1987 ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время одним из важнейших направлений научных исследований является создание новых конструкционных, магнитных, полупроводниковых и других технически ценных кристаллических материалов. К числу наиболее широко применяемых монокристаллов относятся кварц и алмаз, обладающие уникальными свойствами, которые позволили использовать их в различных отраслях промышленного производства.
В предлагаемой книге приведены оригинальные данные научного и технологического характера, полученные в течение последних лет во Всесоюзном научно-ис-следовательском институте синтеза минерального сырья (ВНИИСИМС).
Алмаз, обладая высокими твердостью и теплопроводностью, устойчивостью к агрессивным средам и т. д., позволяет широко и эффективно использовать его при производстве абразивного и режущего инструмента. Кроме того, он представляет значительный интерес для электронной промышленности. Однако следует отметить, что использование алмаза в промышленности стало возможным в результате достигнутых успехов в искусственном получении алмазов. В настоящее время производство синтетического алмаза в мире (без СССР) возрастает ежегодно на 25—30 %, и уже в 1971 г. его объем превысил мировую добычу природных алмазов. Однако до сих пор потребности промышленного производства в некоторых типах и размерах кристаллов не удовлетворены. Этим и объясняется научный и технический интерес к данному виду сырья. Часть I
СИНТЕТИЧЕСКИЙ КВАРЦ
Глава 1
РАЗРАБОТКА ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ КВАРЦА
Ранние поисково-лабораторные экспериментальные исследования по разработке метода выращивания кристаллов кварца
Исследования по кристаллизации кварца начали проводиться в середине прошлого столетия. Впервые искусственный кварц из растворов был получен К. Шауфхеутлем в 1845 г. в виде микроскопических кристаллов, сформированных поверхностями гексагональной призмы и двух ромбоэдров. В последующие годы кристаллы кварца были синтезированы в гидротермальных системах. Однако все эти работы ставили минералогические задачи и завершались получением кристаллов микроскопических размеров. Исключением явились эксперименты (1909 г.), проведенные Дж. Специа, которому удалось впервые осуществить выращивание кварца на затравку. В опытах длительностью до 5 месяцев из растворов силиката натрия с добавкой хлорида натрия им были получены кристаллы размером по тройной оси до 2 см.
Интенсивно развивались поисковые работы по выращиванию кварца в связи с разработкой систем стабилизации частот радиоаппаратуры с помощью пьезокварцевых резонаторов, изготовлявшихся из крупных бездефектных природных кристаллов кварца. Возрастающие масштабы использования кварца в радиотехнике привели к необходимости организации экспериментов в странах, не располагающих запасами природных кварцевых кристаллов.
Планомерные исследования по разработке промышленного метода производства кристаллов пьезокварца начались в 30-е годы в Германии. В изотермическом режиме в водных растворах бикарбоната натрия при 60 %-ном заполнении свободного пространства кристаллизатора при температуре 4100C Р. Наккеном были выращены отдельные кристаллы массой до 5 г. В качестве питающего материала использовалось кварцевое стекло, которое обладало на порядок большей растворимостью по сравнению с кварцем. Вследствие различной растворимости двух сосуществующих фаз диоксида кремния в изотермических условиях раствор оказывался пересыщенным в отношении кварца. Кварцевое стекло растворялось и непрерывно питало раствор, а кристаллическая затравка росла. Однако процесс переноса вещества ограничивался кристаллизацией кварцевого стекла, что привело к необходимости осуществления циклического процесса для замены шихтового материала. Перенос нарастающих кристаллов из опыта в опыт при-4 водил к ухудшению их качества. Вместе с тем было установлено, что нарастание кварца на монокристаллической однородной затравке может происходить с достаточно высокими скоростями без образования двойников, что указывает на реальность попыток получения кристаллов кварца, годных для пьезотехники. Наибольшие приросты кварца на затравках (до 2 см3) Р. Наккену удалось получить в опытах длительностью до 90 ч. Первостепенное значение Р. Наккен придавал оснащению экспериментов необходимыми аппаратами, считая это важнейшим залогом решений всей проблемы. Он использовал в своих опытах автоклавы вместимостью от 25 до 30 л. Сосуды, применявшиеся им, футеровались серебром. Опыты, проведенные Р. Наккеном, были первой попыткой разработки способа массового получения синтетического пьезокварца. Рассмотренный метод в дальнейшем не развивался.
