книги из ГПНТБ / Аммер, С. А. Нитевидные кристаллы (получение, механизмы и кинетика роста) учеб. пособие

исходит с постоянной скоростью, обратно пропорциональной его

толщине.

Известно [687-639] также получение кристаллов из водных растворов некоторых оолей, иеталлов путем вытеснения более активным металлом. Так, например получают игольчатые и дендрит­

ные кристаллы олова и серебра при взаимодействии цинка с раст­

вовала олегка недосыщеиному раствору. Через 1-2 дня на наруж­ ной поверхности мешочка (коллодий, целлофан) при медленном

вателями для выращивания НК дигидрофосфата аммония [630} t хло­

ристого натрия [62k] и других веществ [626,627 и др*3 .

Этим же методом удалось получать на поверхности коллодиевой

наливался на натянутый на рамку целлофан и помещался з эакрьяый

стакан, на дне которого находилась чашечка с насыщенным раст­

вором. НК вырастали на обеих сторонах целлофана, хотя раствор

пропитанном соответствующим раствором, было проведено Бережко­ вой и Рожанским [28,613] . По мере испарения и повышения кон­ центрации раствора начинали расти НК. Чем медлен:ее происходило испарение, тем тоньше и длиннее получались НК. Скорость роста не связана о поперечными размерами кристалла, как это наолюда-

ется при кристаллизации из раствора.

Удобный прибор для выращивания НК на пористых подложках

1 72 _

был рааработан Малеевым [291 (рис.29). Он позволяет создавать

различное гидростатическое давление у основания подлокки и области о равличным пересыщением раствора вдоль нее.

В качестве пористых подложек использовались различные

материалы. На пластинках опала были получены НК поваренной

соли, сульфатов магния и никеля, хромовых квасцов, на диатоми­ те - кристаллы тиосульфата натрия, на алевролите - сульфатов

магния и никеля, на известняке - сульфата никеля и поваренной ооли. Уоловия их кристаллизации подробно рассмотрены в моно­

графии Малеева [29] . Там же приведены многочисленные примеры

роста НК и волокнистых образований на пористых породах в при­ родных условиях.

На основании результатов исследований - авторов [28,29,

613,620 и др.] считается,что рост кристаллов через пористую среду связан с поступлением материала к основанию растущего

НК по капиллярам. Кристаллизационное давление выталкивает НК из поры и, по расчетам Шмидта [631] способно обеспечить рост гДристалла высотой до 800 мы ( NaCl ). Рост НК зависит от пе­ ресыщения раствора и влажности окружающей среды [28,614,627] ,д, как показано Хаимовым-Мальновым [623] , эти факторы влияют

на величину кристаллизационного давления. Выдавливанием через

поры в закристаллизовавшейся оболочке расплава получали НК германия длиной до 10 мм [632] . Хартианн [40,618] показал,

что и при кристаллизации через пористую перегородку катионные цримеси, и особенно свинец и кадмий в концентрации 10-^мол^

препятствуют образованию НК, однако в меньшей степени, чем при кристаллизации в растворе.

173

ПрЙбор для вырашиьаная ионных НК на пористых подложках [29] .

Рис.25

Схем* образования капиллярных кристаллов на пористых подложках из растворов.

ш

возможности существования особого механизма их образования. В

начале зарождение кристалла идет обычным путем транспортировки

пересыщенного раствора через пору подложки на поверхность и ис­ парения. Кристалл сохраняет пору и растет далее вследствие

транспорта питающего раствора через аксиаотный капиляр к вер­

шине (ри с.25). Движущей силой здесь может быть отрицательное

капиллярное давление. Диаметр НК определяется диаметром капли

ки ртути и достигали в длину 1-4 см. Рост происходил с вершины.

Кинетические кривые (рис.26) их роста не отличалиоь от наблюда­

емых в работе Бережковой [26] . Зависимость окорости от темпе­

ратуры была экспоненциальной. Кристаллизация в виде капилярных

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ

Гидротермальный синтез состоит в использовании водных

В этом направлении достигнут значительный прогресс - гидротер­ мальным синтезом получают кристаллы от простых элементов до

слоаных соединений. Относительно невысокие температуры, прос­

тое аппаратурное исполнение и совершенство выращиваемых крис­ таллов способствовали быстрому развитию метода. Подробно воп­ росы гидротермальной кристаллизации рассмотрены в обзорах [640, 641 и д р .] .

Гидротермальным оинтезоы получают нити окислов металлов:

Г7б

400°С и давлениях 400-500 атм. Длина волокон не превышала 30 мкм.

При использовании Ti (ОН^О были получены нити длиной до

900 мкм, а при перемешивании шихты в процессе роста за 30 час получались клубки из нитей длиной до 20 мм. Выход кристаллов достигал 13$ от веса исходной шихты, а при введении затравочных

кристаллов он достигал 33$ за час. Таким образом, гидротер­

мальный синтез может быть весьма эффективным способом получения кристаллов нитевидной формы.

НН в гидротермальных условиях могут образовываться и в природе, например, усы галенита [703 .

- 178 -

[653-657,662,666,667,674-678] . Высокие кеханические свойства

Представляет такие интерес выращивание НК кремния из раствора а расплаве олова, насыщенного при 900°С [681] , Рост осуществлялся путев постепенного снижения температуры распла­ ва до 650 -600^. Получались ионокрнстальвне нити с ориентаци­ ей в направлениях ОСЮ) и {Юф .

б) Другие методы кристаллизации из распл л в

Нити кремния и карбида кремния колупают о помощью капилля­ ров [682] .