Файл: Аммер, С. А. Нитевидные кристаллы (получение, механизмы и кинетика роста) учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 74
Скачиваний: 0
- 4 6 -
Таблица 7.
Параметры роста НК меди >L208]
Размер |
РазмерТемпера-i Скорость |
Время |
Диаметр Длина |
|||
Соль реакци- |
лодоч- |
тура вое- |
водорода, |
восста- |
НК, |
НК, |
онной |
ки, |
становл., |
л/мин |
новл. |
мкм |
мм |
трубки |
мм |
°С |
|
мин. |
|
|
МЫ ______ |
|
|
! |
|
|
|
|
о |
|
590-600 |
|
|
о |
о |
610-620 |
|
|
C\J |
с о |
||
|
м |
£ |
|
|
J. |
X |
630-650 |
||
о |
х |
|||
|
ы |
|
||
т |
X * |
о |
650-700 |
|
м |
||||
|
|
|||
* |
|
|
700-720 |
|
& |
|
|
|
|
р * |
|
|
|
|
сб |
|
|
720-750 |
|
а |
о |
о |
||
|
о |
1А |
|
|
г~> |
я |
м |
' 750-760 |
|
X |
||||
3 |
к |
о |
|
|
о |
CVJ |
|
||
Zj |
|
о |
1780-600 |
|
|
|
!
ооОН \J\4ГО
0, 12-- 0,15
0, 15-- 0,20
0, 20-- 0,25
0, 24-- 0,28
0, 28-- 0,30
0, 30-- 0,35
0, 35-- 0,40
50 |
|
- 5 |
|
|
5-10 |
! |
|
з |
|
|
|
60 |
|
5-10 8-12 |
|||
80 |
|
10-20 10-15 |
|||
90 |
|
20-50 |
|
~ |
30 |
120 |
' |
100 |
I |
- |
30 |
120 |
|
200 |
! |
30-40 |
|
- |
! |
||||
150 |
- |
300 |
j |
' |
40 |
165 |
|
1 |
|||
500-1000 '60 |
|||||
|
|
|
1 |
|
|
Таблица 8 .
Зависимость скорости роста НК меди из CuC't от режима выращивания 259
Температура |
Максимальная |
Время выдержки, |
Средняя |
|
ос |
длина |
кристал |
мин. |
осевая скорость |
|
лов, |
мм |
|
роста, и1Ш/сек |
512 |
10 |
60 |
2,78 |
|
560 |
15 |
40 |
6,25 |
|
625 |
50 |
40 |
20,8 |
|
800 |
18 |
60 |
7,5 |
|
J
47 |
- |
|
|
Добавки к СиСР хлоридов железа, |
кобальта, никеля |
или |
|
серебра стимулируют рост НК меди [^260] |
. Такой же эффект дает |
||
использование для выращивания усов лодочек из никеля. |
|
||
Подтверждено [2йЗ] , |
что при всех |
температурах восстанов |
|
ления (300-750°С) скорость |
роста усов |
меди с основания |
выше, |
чем с вершины (выращивание производилось из CaQQ'). Была опре делена энергия активации процесса роста НК с основания, она
оказалась |
~ |
35 ± |
5 ккал/моль, что близко по величине к энергии |
|||||||||
активации самодиффузии в массивной меди. |
Но это |
не дает еще |
||||||||||
возможности судить о контролирующей стадии процесса. |
||||||||||||
Усы, |
полученные |
из Си П , |
имеют в |
основном |
шестигранное |
|||||||
поперечное |
сечение |
и |
направление |
оси роста [ i l l ] |
, |
хотя встре |
||||||
чаются |
кристаллы, |
ориентированные |
вдоль |
[100) |
или |
[НО] . |
||||||
НК, полученные из |
С ибг и Си .1 |
, |
как правило, |
имеют квадратное |
||||||||
или прямоугольное |
поперечное сечение, |
которым |
соответствуют ори |
|||||||||
ентации их |
осей jlOO) |
и 1110] , Отмечается [200| |
, |
что иэ смеси |
||||||||
солей |
Cw&r |
и U> |
1 |
вырастают |
НК более |
высокого |
совершенства, |
|||||
чем из чистых солей. Однако, определяющим, видимо, является ка
чество соли.
Наряду с прямыми НК нередко наблюдается рост изогнутых,
спиральных или дендритных кристаллов. Считается, что дендритные
формы дают соли Си СИ. и С « йгв |
большей степени, нежели Cut) |
[200] . Иногда встречаются усы, |
имеющие неправильную форму по |
перечника.
Чистоту отдельных НК определить трудно, однако средняя кон центрация примесей в них определялась и было найдено, что в ос новном в усах меди содержится серебро ( 0,003# [279] ), заим ствованное ими из галоидной соли. Обнаружены в них также примеси
галогенов. Причем в усах, получениях из СиTt галогенов содер
жится бтьш е, чей |
в усах, выращенных из бромида. Чем выше чис |
||
тота использу"моЯ |
соли, тем более чистыми получаются НК. Хи |
||
мически* состав усов меди, полученных из солей различной |
|||
чистоты, исследовался методом спеет ратного |
анализа |
Одиягом |
|
и Кспьевнм [205] |
. Их результаты приведены |
в таблице |
9. |
Таблица 9.
Химический состав усов меди 205
—Ч
Марка ооли |
С одерж ани е в л е м е н т о в |
в НК, д о л и п р о ц е н т а |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nt |
т |
|
1 А ь |
|
|
Г С’ |
| Z n |
й 9 |
/Ч г? |
||
'1
Ч М
4D A
п о с л е п е р е г о н к и
1
с о т н е THcqfT4, м енее ; с о т н е i нет т ы с я ч и . т ы с я ч и .
т ы с я ч и . |
н е т |
т ы с я ч и . |
с о т ы е |
н е т |
т ы с я ч и . |
нет |
н е т |
нет |
ты с я ч и |
нет |
н е т |
Кобальт. Для получения НК в основном применяют соль
(!овг& [196, 212,2М ,215,261,262] . Бреннер [196,200] выращи вал усы кобальта в корундовых лодочках в интервале температур
550-850°0, Он отмечает, что хорошие результаты дает исполь зование влажной соли или влажного водорода так как, но-види-
мому, зарождение усов происходит на частицах окиси. Но крайней мере обнаруживается четкая последовательность кристаллообразо вания : окись-металл-НК.
- 49 - |
|
|
|
|
|
Усы кобальта различной |
длины |
(I -I5 |
им) |
я толщины |
|
(1-50 мкм) получали из соли |
Coforc |
Бокитейн, |
Кишкян и Свет |
||
лов [211J . В работе [2I4J указывается, |
что |
структура |
крис |
||
таллов, получаемых из этой соли при 690-730°0, зависит от температуры и соответственно от степени пересыщения газовой фазы. При оптимальных режимах удается выращивать НК длиной до 18 мм (см.таблицу 5).
Впротивоположность мнении Бреннера [196,20о] Гауптман
идр. [262] сообщают, что НК при восстановлении бромистого кобальта водородом можно, выращивать при тщательных обезвожи
вании и очистке соли |
и газа в том числе |
и от следов кислорода. |
В таких условиях при |
температуре 750Р-760°С и скорости по |
|
дачи водорода 0,4 -0,8 си/сек вырастали |
усы длиной в несколько |
|
миллиметров. Очень тонкие усы диаметром |
1-9 мкн и длиной до |
|
15 мм получали в алундовых тиглях в атмосфере водорода, раз-
бавленного на 1/3 азотри [215] . Температура поддерживалась постоянной в течение 2-3 часов. Наиболее интенсивный рост от
мечается |
при 620°С. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Неплохие результаты для выращивания НК дает использова |
|||||||||
ние солей |
хлористого кобальта |
[21б] |
. При температуре восста |
|||||||
новления |
|
60С°С растут усы диаметром |
I —150 |
мкм длиной до |
||||||
15 мм |
(таблица 5). Время |
роста |
при этом занимает 1-2,5 часов. |
|||||||
|
Все НК по фазовому |
составу (температура полиморфного,- |
||||||||
ГПУ-ГЦК превращения в кобальте |
420°С) |
можно разделить на 3 |
||||||||
вида |
1213] |
: 1) |
НК с ГПУ - решеткой без |
каких-либо признаков |
||||||
кубической |
фазы. |
Толщина этих |
усов 5-20С мкм, |
они различаются |
||||||
по форме |
и |
ориентации. Оси их роста близки, |
но |
не совпадают |
||||||
точно |
с |
направлениями роста гексагональных |
кристаллов. |
|||||||