Введение в физику кристализации металлов - Вайнгард У.
Скачать (прямая ссылка):
В случаях, когда ориентация двух кристаллов не является симметричной по отношению к границе, один из кристаллов может обладать большей скоростью роста и
Место соединения
затравни с металлом 144
Г лава 10
граница между кристаллами может перемещаться по направлению к одной из стенок лодочки. Такое положение может быть исправлено более быстрым удалением тепла от стенки лодочки, примыкающей к кристаллу, склонному к исчезновению. Для этого обычно у этой стенки лодочки помещаются охладители, способствующие более быстрому отводу тепла и изменению угла между фронтом кристаллизации и осью образца. На фиг. 76 схематически представлен случай выращивания бикристалла в лодочке с охладителем, установленным так, чтобы граница между кристаллами была расположена параллельно оси образца. Без охладителя фронт кристаллизации был бы расположен перпендикулярно к оси и кристалл В должен был бы исчезнуть. Тот же самый метод регулирования угла между осью и границей раздела можно использовать для устранения случайно образовавшейся до конца образца границы, не отклоняющейся с помощью других способов.
§ 6. Некоторые другие вопросы, связанные с выращиванием монокристаллов
Один из первых вопросов, возникающих при работе с монокристаллами, связан с определением монокристальности образца; наиболее простым методом выявления монокристальности является травление образца. Действие травителя на поверхность металла зависит от ориентировки кристалла по отношению к этой поверхности, и поэтому данный кристалл может быть вытравлен значительно глубже, чем соседний. Из-за различия в травимости кристаллы по-разному отражают свет и зерна поликристаллического образца легко видны после травления; если же в образце имеется только одно зерно, то весь образец после травления будет обладать одной и той же отражательной способностью. Травление следует рассматривать как наиболее простой метод определения монокристальности образца; результаты травления желательно подтвердить методами рентгеновского анализа; положение дифракционных пятен на лауэграммах, снятых с различных мест поверхности, должно оставаться постоянным, Воіращивание монокристаллов из расплава
143
При выращивании монокристаллов необходимо обратить внимание на состояние поверхности контейнеров, или лодочек. Различие коэффициентов термического расширения металла и материала контейнера может привести к возникновению напряжений в металле, если он каким-либо образом механически связан с контейнером. По этой причине поверхность контейнера должна быть как можно более гладкой и свободной от каких-либо пор.
Следует еще раз подчеркнуть, что кристаллы, полученные из расплава, как правило, обладают различными структурными несовершенствами (некоторые из них рассматривались в предыдущих главах). Эти дефекты проявлялись в образовании полосчатости, ячеистой и дендритной субструктур, во многом определяющих механические свойства кристалла. Как отмечалось выше, образование ячеистой и дендритной субструктур может быть устранено увеличением температурного градиента в жидкости для снятия концентрационного переохлаждения. В специальной литературе также рассматриваются методы устранения полосчатой субструктуры.
При рассмотрении вопросов получения монокристаллов предполагалось, что монокристаллы всех металлов могут быть получены при выращивании из расплава. Однако такие металлы, как железо, титан, цирконий, претерпевают фазовые переходы при охлаждении от температуры плавления до комнатной температуры. В этом случае не только процессы кристаллизации, но и процессы фазовых переходов в твердом состоянии определяют размеры и ориентировку зерен.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Lawson W. D., Nielsen S., Preparation of Single Crystals, New York—London, 1958 (имеется перевод в сб. «Процессы роста и выращивание монокристаллов», изд-во «Мир», 1963).
H и г 1 е D. Т. J., в сб. «Progress in Materials Science», Vol. X, Oxford, 1962, p. 102 (имеется перевод в сб. «Процессы роста и выращивание монокристаллов», изд-во «Мир», 1963). Механизм роста металлических монокристаллов из расплава,
10 У- Вайнгард 146
Г лава 10
Chalmers В. «Modern Research Techniques in Physical Metallurgy», Рост кристаллов и методы исследования, Cleveland, 1953. р. 170.
«Рост кристаллов», сб. под ред. Шубникова А. В., Шефталя Н. H., М„ 1956.
Buckley H., Crystal Growth, New York — London, 1951 (имеется перевод: Г. Бакли, Рост кристаллов, ИЛ, 1953).
Martius U., в сб. «Progress in Metal Physics» (ed. В. Chalmers, R. King), Vol. V, London, 1954, p. 279. Кристаллизация металлов.
Chalmers В., Canad. Journ. Phys., 31, 132 (1953).
Выращивание монокристаллов и бикристаллов при контролируемой кристаллизации расплава.
Growth and Perfection of Crystals, eds. Doremus R. H., Roberts B. W., Turnbull D., New York — London, 1958.
Honeycombe R. W. K., Met. Rev., 4 (13), 1 (1959). Рост монокристаллов металлов.
'Кузнецов В. Д., Кристаллы и кристаллизация, Изд-во АН СССР, 1953.
"Процессы роста и выращивания монокристаллов, сб. под ред. Шефталя Н. H., изд-во «Мир», 1963.
