Cтраница 2
Выращивание кристаллов из расплава производится двумя методами - изотермическим и методом температурного градиента. В первом случае весь расплав охлаждается до однородной температуры ниже точки плавления и кристалл полностью погружен в расплав. В случае выращивания методом температурного градиента расплав поддерживается при температуре плавления или при несколько более высокой температуре. Кристалл охлаждается и обычно вытягивается из расплава по мере роста. [16]
Если растворимость в чистой воде слишком мала, как это часто бывает в случае неионизированных соединений с кова-лентной связью, таких, как органические соединения, то можно применить другие, например органические, растворители. Если же растворимость слишком велика ( что приводит к образованию очень вязких растворов), то можно использовать смеси растворителей, например смесь спирта с водой. Если температурная зависимость растворимости либо слишком крута ( незначительные температурные флуктуации вызывают спонтанное зародышеобразование), либо недостаточно крута ( при выращивании путем медленного охлаждения отлагаются малые количества вещества, а при выращивании методом температурного градиента градиент должен быть слишком большим), то тоже можно использовать другой растворитель или смесь растворителей. [17]
Выращивание кристаллов гидротермальным методом, как правило, производят следующим образом. В нижнюю часть автоклава загружают исходные материалы - предварительно синтезированный феррит или ферритообразующие оксиды. Затем в автоклав наливают водный раствор соли или щелочи. В верхней его части помещают несколько затравочных кристаллов. Иногда между верхней и нижней частями автоклава устанавливают перегородку с отверстиями, которая препятствует выравниванию температуры при выращивании кристаллов методом температурного градиента и влияет на движение раствора, вызванное термоконвекцией. [18]
Основное преимущество методов 1 и 3 состоит в том, что для них не нужны стадии растворения и в некоторых случаях диффузионный путь может быть короче. Каких-либо попыток выращивания кристаллов методом 3, насколько известно автору, не предпринималось. Преимущество методов 2 и 3 в том, что выращивание производится в изотермических условиях. Это помогает осуществить рост в системах, где нужная фаза устойчива только в пределах узкой температурной области и где коэффициент распределения активатора, пр имеси или компонентов ( в случае нестехиометрических соединений) зависит от температуры. Но когда растворитель испаряется инконгруэнтно или коэффициент распределения зависит от концентрации растворителя, метод испарения не дает кристаллов столь же однородных, как и выращенные по способу температурного градиента. Метод температурного градиента используют для выращивания больших кристаллов, так как тогда размеры кристалла не ограничиваются общим количеством растворенного в растворителе вещества. [19]