Cтраница 3
Известен способ обработки кристаллов травлением в расплавах: PbO, B2O3, PbF2, BaO, BaF2, Fe2O3, V2O5 и Li2CO3 при температурах 1373 - 1473 К. Указанному способу присущ ряд недостатков. Травление кристаллов проводится в тех же условиях, в которых выращиваются кристаллы методом из раствора в расплаве, что приводит наряду с процессом травления к некоторому перераспределению и перекристаллизации вещества на поверхности кристалла и соответственно к искажению результатов. Кроме того, в названных условиях поверхность обрабатываемого кристалла загрязняется компонентами растворителя за счет ионного обмена между кристаллом и расплавом. При извлечении из тра-вителя на обрабатываемую поверхность кристалла налипает расплав, что особенно проявляется при использовании барийсодержа-щих расплавов. При остывании на поверхности кристалла появляются сколы и микротрещины в местах контакта с застывшими каплями расплава, обусловленные различным тепловым расширением растворителя и кристалла. Остатки растворителя удаляются с помощью дополнительной технологической операции - кипячения в разбавленных кислотах. [31]
Исследовано влияние магнитного поля на дислокационную структуру молекулярных кристаллов ацетилсалициловой кислоты ( аспирина) и п-ацетаминофена ( парацетамола), широко применяющихся в фармации в качестве жаропонижающих, противовоспалительных средств. С помощью метода травления обнаружено, что магнитное поле смещает дислокации в кристаллах и, кроме того, влияет на морфологию реакционного фронта при их растворении. Для травления кристаллов аспирина была использована смесь растворителей: этиловый спирт - четыреххлористый углерод, ямки травления на грани ( 001) имели форму параллелограммов. [32]
Ядро или линия дислокации находятся в очень напряженном состоянии. Химический потенциал вещества здесь настолько высок, что вещество может покидать дислокацию, оставляя за собой полость. При травлении кристаллов вещество удаляется, в основном, из центров дислокаций, что приводит к образованию ямок травления. [33]
На отдельных кристаллах твердых растворов с Р205 наблюдаются асимметричные фигуры травления, появление которых может быть признаком двойникования кристаллов. По мере увеличения содержания компонентов-примесей в твердых растворах количество ямок травления не только увеличивается, но меняется их характер. Фигуры травления кристаллов предельных составов твердых растворов представлены в виде крупных скоплений мелких ямок травления. Дефектное состояние решетки кристаллов, характеризующееся подобными фигурами травления, предшествует распаду твердых растворов. Исследование показало, что при наличии в решетке титана структура становится чрезвычайно дефектной: наблюдается большое число ямок травления, скопления их в виде агрегатов, возрастает блочность кристаллов. [34]
Истинный механизм действия травителя, благодаря которому он либо равномерно снимает материал, либо воздействует преимущественно на дислокации, остается в большинстве случаев неясным. Однако ряд травителей простого химического состава изучен довольно обстоятельно и механизм их действия хорошо раскрыт. Такие исследования дают веские основания полагать, что механизм действия по крайней мере некоторых химически более сложных травителей одинаков. Так, Гилман и др. [52], а также Сире [53], изучавшие механизм травления кристаллов LiF водным раствором FeFs, обнаружили, что срыв атомов с поверхности начинается в местах выхода дислокаций на поверхность. Это объясняется тем, что из-за упругой деформации и деформации в ядре дислокации атомы здесь слабее связаны друг с другом. Роль фторида железа заключается в преимущественном подавлении перемещения ступеней по поверхности сравнительно с возникновением новых ступеней у дислокации. Отсюда растворение в ямках перпендикулярно поверхности кристалла идет быстрее растворения параллельно этой поверхности. Когда же ионов Fe3 ( или ионов А13, аналогично действующих) нет, ямки травления не возникают. При молярной же концентрации Fe3, меньшей примерно 10 - 7, ямки травления имеют незначительную глубину. Таким образом, травитель во многих случаях содержит примеси, роль которых заключается в преимущественной адсорбции или хемосорбции на изломах ступени. В табл. 1.1 дан неполный перечень травителей, применяющихся для изучения совершенства кристаллов. [35]
После кристаллизации в одном слитке может оказаться один, несколько или даже множество кристаллов, ориентированных беспорядочным образом относительно друг друга. Для определения строения слитка часть его или весь слиток подвергают травлению. Для каждого вещества состав травителя различен и подбирается экспериментально. Подбор наиболее эффективного травителя представляет значительную трудность. Обычно процесс травления кристалла состоит в растворении его в ненасыщенном растворе травителя. В отдельных случаях растворяется не само вещество кристалла, а его окислы, которые образуются при воздействии на кристалл некоторых составных частей травителя. Например, при травлении германия в травителе, состоящем из смеси азотной и плавиковой кислот ( HNO3 HF), азотная кислота окисляет германий до GeC2, который легко растворяется в плавиковой кислоте. [36]
После получения затравочные кристаллы необходимо в течение нескольких минут промывать водой для образования на их поверхности ямок травления. Время травления не должно быть слишком большим, так как при значительных размерах ямки травления могут стать неактивными. Следует также учитывать и то, что некоторые параметры адсорбции и кристаллизации ( В, Е, Сро) существенно зависят от условий получения и обработки затравочных кристаллов. В процессе синтеза или травления кристаллов можно создать условия для повышения вероятности соударения их друг с другом, например, увеличивая скорость перемешивания. Это должно привести к повышению дефектности получаемых кристаллов. Тогда при травлении их водой поверхностная плотность ямок возрастает и это также вызовет увеличение затравочной активности кристаллов. [37]
Если отдельные кристаллики материала в соответствии с их расположением по отношению к плоскости шлифа вытравливаются сильно, то возникает явление, известное в минералогии как образование фигур травления. Под фигурами травления понимают контуры среза поверхностью шлифа плоскостей куба кристалла, обнаженных в результате избирательного вытравливания. Величина фигур травления, называемых также еще ямками травления, зависит от реагента и продолжительности травления. В плоскости зерна фигуры травления однотипны и имеют одинаковое расположение. Однородные фигуры травления ука - зывают на кристаллографически однозначные плоскости, разнородные фигуры травления принадлежат кристаллографически различным плоскостям. Итак, фигуры травления находятся во взаимосвязи с симметрией кристалла. Принципиального различия между выявлением плоскости зерна и фигур травления зерен нет, однако выявление фигур может происходить точно по граням и углам элементарного куба. Благодаря Даниэльсу, Леудольту и Баумхауеру [12], фигуры травления кристаллов были истолкованы в соответствии с современной теорией. [38]