1. 5 Не тільки багатогранники

У природі кристали неправильної форми зустрічаються частіше, ніж правильні багатогранники. У руслах річок через тертя кристалів про пісок і камені кути кристалів стираються, багатогранні кристали перетворюються на заокруглені камінчики – гальку.Від дії води, вітру, морозів кристали розтріскуються, розсипаються в гірських породах кристалічні зерна заважають один одному рости і набувають неправильні форми різні розчини і розплави розчиняють, роз'їдають кристали, у результаті чого утворюються окатанниє, «обсмоктавні», «поїдені» кристали. І все-таки властивості всіх цих виродків і властивості чудових красенів багатогранників однакові.

Рис. 1. 4. Великі кристалічні зерна в мілко кристалічнійгірській породі. Збільшено в 60 разів.

Розділ 2 вирощування кристалів

2.1.Вирощування монокристалів з розплавів

Кристалізація відбувається при охолодженні нижче точки насичення. Основними достоїнствами методу є те, що кристалізацію можна проводити значно нижче температури плавлення одержуваного матеріалу. Недоліки: забруднення елементами флюсу, необхідність у дуже точному регулюванні температури, використання дорогих платинових і ін матеріалів тиглів.

1 - кристалізаційна піч,

2-Цилліндрічеській карборундовий екран,

3 - нагрівальні світові стрижні,

4 - під печі, 5 - тигель,

6 - пристрій для вертикального переміщення,

7 - пристрій для реверсивного обертання,

8 - термопародатчик,

9 - контрольні термопари.

Рис. 2. 5.

Принципова схема установки для вирощування

кристалів з ​​розплаву в розчині:

До флюсів пред'являються такі вимоги: вони не повинні бути летючими та токсичними, по можливості мінімально входити до складу монокристалів (якщо не є їх компонентами), повинна бути помірна в'язкість розплавів.

Наприклад, для вирощування кристалів феррограната (ЖИГ) беруть шихту, що містить в мольна. %: 10 Y2O3, 20,4 Fe2O3, 36,8 PbO 27,1 PbF2, 5,5 B2O3. Склад кристалізується цільового продукту Y3Fe5O12 не відповідає за співвідношенням концентрації основних компонентів складу розплаву, як і у випадку кристалізації феритових кристалів з розчину, який був розглянутий нами вище. Процеси росту монокристалів при реалізації їх технології підкоряються, власне кажучи, тим же основним термодинамічним і кінетичним закономірностям, що і синтез порошкових і плівкових матеріалів. Так найважливішим фактором є високотемпературна фазова діаграма компонентів шихти в області ліквідусу і солідусу. Зростання кристалів протікає через виникнення зародків, які можуть в залежності від температури і хімічних потенціалів компонентів розчинятися або рости далі, тобто можуть мати критичними розмірами і т.д.

За цим варіантом температура витримки розплаву 1250-1300оС (15 годин), швидкість охолодження після цього до кристалізації 0,3-0,5 град / год. Кристалізацію припиняють при 950-1000оС і видаляють залишився розплав, отримані кристали очищають кип'ятінням в азотній кислоті. Швидкість обертання тигля при вирощуванні 20 об / хв, обертання здійснюють 15 с в один бік і 15 с в іншу з 5-секундною паузою.