Монокристаллды алу.

Монокристалдар үлкен ғылыми және тәжірибелік мағынасы бар.Монокристалды жағдайдағы металдар жоғары деңгейлі тазалығы мен минимальді құрылымды жетілмегендігімен ерекшеленеді. Монокристалдарды алу металдардың шынайы қасиеттерін зерттеуге,түйіршіктердің шекара әсерін шығаруға мүмкіндік береді.Жоғары таза монокристалды жағдайдағы германий мен кремнийді қолдану жартылай өткізгіш қасиетін қолдануға және реттелмейтін электр қасиеттер өзгерістерін минимумге әкелуге мүмкіндік береді.

Монокристалдарды кристализацияның бір центрінен кристалл өсу үшін жағдайлар жасаса алуға болады.осы принцип қолданатын бірнеше әдіс бар. Маңыздысы болып Бриджмен мен Чохральск әдістері болып табылады.

Бриджмен әдісі келесіден тұралы:конус түбі бар тигельге салынған металл оның балқу температурасынан 50-100ºС жоғары температурада тік құбырлы пеште қыздырылады.

Кейін балқыған металмен тигель пештен шығарылады. Кристализацияның алғашқы орталықтары пайда болатын конус төбесінде салқындау бірінші болады.Тигельдің жылжу бағытымен сәйкес келетін басым өсу бағыты бар ұрықтан монокристал өсіп шығады. Бұл кезде басқа ұрықтардың өсуі тежеледі. Монокристалдың үздіксіз өсуі үшін осы металдың кристализация жылдамдығынан аспайтын жылдамдықпен тигельді пештен шығару керек.

Бақылау сұрақтары:

1.Құйманың құрылу процесін түсіндіріңіз

2.Дендрит дегеніміз не?

3.Кристалл түзілу жылдамдығы салқындау деңгейне қалай тәуелді?

4.Кристалдардың центр саны салқындау деңгейіне қалай байланысты?

5.Бос энергияның температураға тәуелділік графигі

Глоссарий:

- Модификациялау – Сұйық құймаларды шамалы мөлшерде қоспамен өңдеу.

- Металдың кристалл құрылым түзілуімен сұйық немесе бу тәрізді күйден қатты күйге ауысуын алғашқы кристалдану деп атайды.

- Тепе тең (Т_s) и реальді (Т_п) кристаллизация температуралары арасындағы айырмашылық аса салқындау деңгейі деп аталады

- Заттың қатты және сұйық күйдегі термодинамикалық потенциалы тең болатын температура тепетен кристализация температурасы деп аталады.

-Ұрықтың критикалық өлшемі термодинамикалық параметрлермен байланысты: r_кр = мұндағы σ –сұйық кристалл шекарасындағы меншікті беттік керілу (на 1 см²) ; ∆f – удельное (на 1 см³) сұйықтың кристалл күйге ауысқанда бос энергияның өзгеруі.

-Тепе тең кездегі заттың энергетикалық күйі кіші мағынамен сипатталады. Z = Н – ТS .