Cтраница 2
Если опыт проводится так же, как и с органическими моделями, то в случае систематического образования неорганических больших монокристаллов весьма полезно знать основные принципы, развитые Тамма-ном и Наккеном. Процесс выращивания крупных металлических монокристаллов в большой степени следует по тому же пути; возможно, что в недалеком будущем будут достигнуты большие успехи в разрешении более трудной проблемы выращивания больших монокристаллов силикатов. [16]
Выпуск изумрудов Фарбениндустри был прерван в 1942 г. второй мировой войной, однако такой же или сходный метод использовался фирмой Вальтера Церфасса в Идар-Оберштейне ( ФРГ) и профессором Рихардом Наккеном из Минералогического института во Франкфурте. Много дискуссий и недоразумений вызывали работы Наккена, потому что он также выращивал и кристаллы кварца гидротермальным методом ( это обсуждается в гл. В этом методе для растворения изумруда используется не молибдат лития или другая расплавленная соль, а обыкновенная вода при высоких давлениях и температурах. [17]
Вместе с тем было установлено, что нарастание кварца на монокристаллической однородной затравке может происходить с достаточно высокими скоростями без образования двойников, что указывает на реальность попыток получения кристаллов кварца, годных для пьезотехники. Наккен придавал оснащению экспериментов необходимыми аппаратами, считая это важнейшим залогом решений всей проблемы. Сосуды, применявшиеся им, футеровались серебром. [18]
При тензи-эвдиометрическом методе обезвоживания кристаллических гидратов, последние стадии потери воды часто имеют цеолитовый характер, на что указывает видимая непрерывность наклона кривой. Наккен и Петри50 это явление объясняют наложением абсорбции на истинное равновесие. [19]
Вместе с тем было установлено, что нарастание кварца на монокристаллической однородной затравке может происходить с достаточно высокими скоростями без образования двойников, что указывает на реальность попыток получения кристаллов кварца, годных для пьезотехники. Наккен придавал оснащению экспериментов необходимыми аппаратами, считая это важнейшим залогом решений всей проблемы. Сосуды, применявшиеся им, футеровались серебром. [20]
Наккеном были выращены отдельные кристаллы массой до 5 г. В качестве питающего материала использовалось кварцевое стекло, которое обладало на порядок большей растворимостью по сравнению с кварцем. [21]
Наккен [63] впервые применил кристаллизацию из расплава путем погружения в расплавленное вещество зародыша, укрепленного на полусферическом конце охлаждаемого медного стержня. Тщательно регулируя охлаждение, Наккен сумел вырастить большие кристаллы таких органических соединений, как салол и бензофенон. [22]
Выпуск изумрудов Фарбениндустри был прерван в 1942 г. второй мировой войной, однако такой же или сходный метод использовался фирмой Вальтера Церфасса в Идар-Оберштейне ( ФРГ) и профессором Рихардом Наккеном из Минералогического института во Франкфурте. Много дискуссий и недоразумений вызывали работы Наккена, потому что он также выращивал и кристаллы кварца гидротермальным методом ( это обсуждается в гл. В этом методе для растворения изумруда используется не молибдат лития или другая расплавленная соль, а обыкновенная вода при высоких давлениях и температурах. [23]
Метод вытягивания кристаллов, который применял Чохральский [19] для получения длинных тонких монокристаллов металлов, очень похож на предыдущий. Разница заключается в том, что при выращивании кристаллов методом вытягивания кристаллизация происходит исключительно в результате охлаждения твердого вещества ( температура расплава постоянна), тогда как кристаллизация по методу Наккена - Киропулоса идет за счет охлаждения как расплава, так и зародыша. [24]
В сферолитах части наблюдаются периодические структурные зоны, указывающие на ритмический рост. Образование этих форм Тамман и Эльснер фон Тронов50 объяснили колебаниями температуры и - состоянием пересыщения, так как аналогичная ритмичность отчетливо выражена в градинах. Особенно важную роль здесь играет тепловой поток в переохлажденной жидкости. На органических модельных веществах Наккен показал, что образование Сферолитов наступает всегда только при сравнительно сильном переохлаждении. Во время их роста преобладают те направления, которые соответствуют наибольшей скорости кристаллизации. С целью измерения скорости кристаллизации Тамман часто применял вытянутые в одном направлении сосуды для кристаллизации, например капиллярные трубки, в которых вырастают кристаллиты с резко выраженным волокнистым габитусом ( фиг. [25]
Недостатком перечисленных методов ампульной кристаллизации, особенно при вертикальных вариантах, является влияние стенок контейнера на растущий кристалл. Оно приводит к возникновению дополнительных центров кристаллизации, а также напряжений в твердой фазе. Метод вытягивания кристаллов из расплава в значительной мере свободен от этих недостатков. Наиболее распространен метод Чохральского, при котором кристалл вытягивается из расплава с помощью затравки. Меньшее распространение получил метод Наккена, при котором затравка с растущим кристаллом неподвижна, но понижается уровень жидкой фазы. [26]
Как подчеркнул Хейл19, таким образом было достигнуто значительное сокращение времени роста. I, § 178) объясняет наблюдавшейся им несмесимостью жидких растворов в системе сода - кремнекислота - вода, вследствие чего легко образуется твердое кремнеземистое стекло вокруг кусков нерастворившейся кремнекислоты. Отношение растворимостей кварца и кристобалита в таких условиях было вычислено при помощи видоизмененного уравнения Клаузиуса - Клапейрона; оно оказалось равным 1: 22; кварцевое стекло должно иметь еще более высокую растворимость. Поэтому получить условия изотермического выращивания кварца весьма заманчиво, хотя возникновение зародышей в сильно пересыщенных растворах легко может вызвать нежелательное отложение кремнезема в углах стенок реакционного сосуда или вокруг твердых примесей. Данные гидротермальных экспериментов Наккена 20 подтвердили возможность кристаллизации стеклообразного геля до халцедона с высоким содержанием кремнезема, которая может лежать в основе типичного ритмически-полосчатого роста агатов и миндалин в мелафирах. [27]
Представление Фриделя66 о структуре цеолитов как о губчатом каркасе основано на наблюдении, согласно которому не только вода, но также и другие жидкости-спирт, бензол, хлороформ, сероуглерод и даже ртуть - могут быть введены в цеолиты; в большом количестве цеолиты могут также адсорбировать газы. Сорбцию газов метацеолитами изучал Гранжан68; аммиак, сероуглерод, водород, атмосферный воздух, сероводород, четыреххлорнетый кремний, иод и бром хорошо поглощаются ими. При повышенных температурах пары ртути и каломели входят в меташабазит, который при этом приобретает сильный плеохроизм. Последующая обработка водой даже усиливает это свойство. Молекулы серы и киновари резорбируются метацеолитами таким же образом. Количественные исследования Наккена и Вольфа69 для сорбции газов в шабазите были проведены на приборе, подобном описанному Зивертсом для адсорбции газов в расплавленных металлах ( см. С. [28]