Файл: Аммер, С. А. Нитевидные кристаллы (получение, механизмы и кинетика роста) учеб. пособие.pdf

имодействии

окислительной среды с металлическим бериллием или

с его

окислами.

Рост НК

t?>cO

при высокотемпературной окислении

металли­

ческого бериллия в среде аргона исследовался в работах

[359,

360]

. В аргоне присутствовали азот в

количество 0,01%,

кисло­

род ~ 0,СОЗ/i,

влага - 0,03 г/м3 . Металлический бериллий

содер­

жал примеси

железа, магния, кальция,

кремния, натрия

в количест­

ве ~ У/о, алюминия

около 25'/. Окисление

проводилось в

кварцевом

сосуде при температуре Ю00-1500°С в течение 24 часов.

В качест­

ве подложки использовались пластинки из иоликристаллической

окиси

бериллия.

ящая

из переплетенных нитей £Ч’0

длиной до 10-15 мм. На юнцах

нити

несут

капли

металла, чем обуславливается цвет образующей­

ся массы.

Иногда

из одной капли в разные стороны расходится

несколько

нитей.

Диаметр капель

изменялся от I микрона до нес­

жет быть описано реакцией:

Ь<?(ж.)

* Ий0 (г)

= В «О ст) 1-

К , с.,-) .

. (3*0

Образование усов на поверхности монокристалла бериллия

наблюдал Скотт

[36IJ при

окислении

монокристалла па

воздухе в

течение часа при 800°С.

-

i n I. -

Эдвардс и Хаппель

|362,363J

получали нитевидные и пластин­

чатые

кристаллы

при нагревании

металлического бериллия

(9У$)

в потоке

влажного

водорода

или

гелия при 1450-1500°С в

нием

(34), так как давление паров

tVO

при 1500°С

мало

( 6,6-10_11атм).

Вполне допустимо

при

наличии в газе паров

воды

образование

гидроокиси бериллия по реакции:

Ь ч С ( т )

Н й ^ ( г ) ~~

(35)

Гидроокись, будучи летучей, может переносится через газовую

фазу

и обеспечивать рост кристаллов при

протекании

реакции (35)

в зоне

конденсации в обратном направлении. Изменение стандарт­

ной, свободной

энергии

для этой реакции

& G

-

дбккал/моль.

Авторы

[36Э] ,

считают,

что равновесное

давление

газообразной

Рн>(г)

НаО(г> —•

^ 1-1a in

Gib)

при 1500°0 парциальные давления паров бериллия 0,6 и паров

воды

0 , 1

мм

р т .с т .,

а

изменение

стандартной свободной энергии

при этой

л О-

*

-65 ккал/моль.

Так как выращивание усов производилось в очень сухом

водороде

(точка росы -70°и), Эдвардс

и Хаппедь [363]

допускают

образование

и рост

НК

ftcO

с каплей

на вершине в результате

взаимодействия

расплава металла с материалом лодочки:

Q&oOvv)

^ $ > 0 ^ =

2 Й 4 '0 (т)

*

(3*0

Мьменение

свободной энергии

при

этом составляет д б -

«

■ -33

^ ^ м о л ь .

Такой

процесс может

осуществляться

без

пере­

носа

ftp О

через

газовую фазу.

Однако не исключено,

что

в ат­

S i 0 2(T)

+• И г [ Г) =■ £><Q(o

v

H a O ( r j

(38)

ftt> C r)

= fbi>G(r)

+■ S i l - H c ;

( 3 9 )

или

S i 0 4 tT) (- BH,2tr) = Si(->Kj

(■ QH20

(ДО)

образной

S t0

в рассматриваемой

системе может при 1500°С рав­

няться 40

мм р т .с т .,

что вполне

достаточно для

образования

по реакции

(39).

Иная методика положена в основу получения

усов б'->0 в виде

пластин, игл и гексагонапьных призм авторами

[364-369] .

Кристаллы образовывались на поверхности поликристалличес­

кой окиси

бериллия,

нагретой

до

1400-1ь00°0, при пропускании

дад ней паров воды.

В работе

[365] осаждение

из

газовой фазы

проводилось

на подложки полиили ионокристаллического корунда,

платины или

ионокристаллического

йрО . Кристаллы росли в зоне

с температурой

1400°0. Резкое

охлаждение реакционной зоны