15.Технологічний процес одержання, характерні фізичні властивості та застосування кремнію.

16. Методи вирощування кристалів. Рекристалізація і перекристалізація.

Монокристали знайшли широке застосування в сучасній науці і техніці завдяки своїм вираженим властивостям в порівнянні з полі­кристалічними або аморфними тілами. Їх використовують в радіо­електроніці, інших галузях техніки. В мікроелектроніці їх засто­сування принципово важливе.

Рекристалізація – твердофазний процес, що протікає без змі­ни симетрії кристалічної гратки. Поширений метод рекрис­талізації в процесі деформаційного відпалу (зняття напруг).

Перекристалізація – твердофазний процес, що проходить з утворенням нових структур з граткою іншої симетрії.Викорис­товують методи перекристалізації при поліморфних перетворен­нях, з аморфного стану і перенасиченого твердого розчину.

Якщо побудувати залежність сили, що створює деформацію від видовження для якого-небудь матеріалу, то як показано на рис.15, закон Гука виконується тільки на ділянці до точки. При більших зусиллях матеріал не відновлює свою попередню форму після зняття напруги, тобто пластично деформується. З переходом за точку(межу текучості) зразок починає видовжуватись і виш­товхувати кристал.

Рис.15. Графік залежності видовження від розтягуючого зусилля.

Для збереження деформації на постійному рівні величину зусил­ля зменшують. Після розтягування зразка на відповідну величину в точці матеріал здатний витримувати наростаюче навантаження аж до точки, після чого в точцівін руйнується. Деформація при рості кристалів в процесі деформаційного відпалу обмежена ділянкою, яка повинна бути досить протяжною, але знахо­диться далеко від точки , щоб можна було експериментально реалізувати такий відпал.

Деформаційний відпал використовують в основному для виро­щування кристалів металів. Вихідним матеріалом служить звичайна відливка, що являє собою полікристалічну масу.

Зародки утворюються або хаотично біля стінок форми, або в залежності від температурного градієнта при охолодженні. Тому зерна можуть мати або довільну, або переважну орієнтацію. Коли матеріал механічно деформують, то виникає пластична деформація, міняється форма зерен, виникають дислокації і деколи двійники, спостерігаються зсуви. Часто суттєво міняється міцність і твердість. Таким чином, холодна обробка приводить до деформаційного зміц­нення матеріалу.

Деколи при нагріванні стекол спостерігається локальна криста­лізація. В більшості випадків такий процес являється не бажаним, і склади стекол підбирають таким чином, щоб процеси кристалізації подавити. Але в деяких випадках склади стекол вибирають спеці­ально з метою прискорити цей процес. Такі стекла містять зародки, які в процесі наступної контрольованої кристалізації утворюють кристалічні області в матриці.

Із матеріалів такого роду важливих для техніки можна назвати пірокерами. Поки що не відомо про спеціальне вирощування кристалів шляхом кристалізації стекол, але при відповідному конт­ролі це можливо.