Способ получения монокристаллов молибдата свинца

 

Изобретение относится к способу получения монокристаллов молибдата свинца и позволяет увеличить размеры и улучшить качество монокристаллов. Исходный материал , полученный осаждением водных растворов парамолибдата аммония и уксусно-кислого свинца, взятых в стехиометрическом соотношении, нагревают в тигле со скоростью 100-150°С/ч до плавления, выдерживают 20-24 ч, Затем вытягивают монокристалл со скоростью 0,25-2,00 мм/ч на затравку, вращающуюся со скоростью 12-24 об/мин, при наличии градиента температуры 0,5-3,0 С/см и охлаждают монокристалл со скоростью 10-30°С/ч. Вытягивание ведут с постоянным автоматическим весовым контролем . Для получения активных лазерных элементов к исходному материалу добавляют 3-4 мас.% оксида неодима. Получают монокристаллы диаметром до 70 мм. 2 з.п. ф-л ы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1

ОГ1 И САН И Е И 3 ОБРЕ ТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

О ! (уу

О (, П

6д

UI (21) 4458106/26 (22) 15.07.88 (46) 30.06.91, Бюл, № 24 (71) Институт неорганической химии СО АН

СССР (SU) и Институт прикладной минералогии БАН (BG) (72) А.А.Павлюк, Я,В.Васильев, Ф,А;Кузнецов, Л.Ю.Харченко (SU), M,Í,Ìaëååâ, И.Г.Веселинов, К,П.Петров, С.С,Антонова и

Д.К.Кунев (BG) (53) 621.315.592 (088.8) (56) Lolacono G.Ì. ets. Crystal Growth and

Characterization of Lead Molybdate. — J, Gryst. Growth, 1973, ч, 21, ¹ 1, р. 1. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ МОЛИБДАТА СВИНЦА (57) Изобретение относится к способу получения монокристаллов молибдата свинца и

Изобретение относится к области неорганического материаловедения и касается выращивания монокристаллов молибдата свинца.

Целью изобретения является увеличение размеров и улучшение качества монокристалл ов.

Пример 1. В платиновый тигель диаметром 100 мм и высотой 160 мм помещадт шихту молибдата свинца в количестве

3700 r, синтезированную осаждением иэ водных растворов парамолибдата аммония и уксусно-кислого свинца, Тигель устанавливают в трехзонную тигельную печь на керамическую подставку, связанную с

- автокомпенсационными весами (датчиком массы). Сверху тигля устанавливают плотно подогнанную платиновую крышку с патруб„„ Ц „„ 1659535 А1 (sl)s С 30 В 15/00, 15/04, 29/32 позволяет увеличить размеры и улучшить качество монокристаллов. Исходный материал, полученный осаждением водных растворов пара молибдата аммония и уксусно-кислого свинца, взятых в стехиометрическом соотношении, нагревают в тигле со скоростью 100-150 С/ч до плавления, выдерживают 20-24 ч, Затем вытягивают монокристалл со скоростью 0,25-2,00 мм/ч на затравку, вращающуюся со скоростью 12-24 об/мин, при наличии градиента температуры 0,5-3,0 С/см и охлаждают монокристалл со скоростью 10-30 С/ч. В ытягивание ведут с постоянным автоматическим весовым контролем. Для получения активных лазерных элементов к исходному материалу добавляют 3-4 Mac. $ оксида неодима. Получают монокристаллы диаметром до 70 MM. 2 з,n. ф-лы. ком диаметром 26 мм и высотой 50 мм и производят механическое уравновешивание. Нагрев шихты до температуры плавления 1060 С производят в течение 7 ч са . скоростью 150 С/ч. После выдержки расплава в течение 20 ч, к поверхности расплава через патрубок крышки плавно в течение

2 ч опускают монокристаллическую, ориентированную по < 001> затравку и одновременно устанавливают сверху расплава и в объеме расплава температурный градиент

0,50С/см. Равновесие затравки с расплавом устанавливают по сигналу датчика массы.

Процесс выращивания монокристаллов осуществляют автоматически после включения вытягивания заТравки, начальная скорость вытягивания 1 мм/ч, скорость вращения затравки постоянная 12,0 об/мин. Одновре1659535 менно включают блок, формирующий программу процесса: весовую скорость кристаллизации на участке разращивания до постоянного сечения (ко 1уса) и скорость при постоянном сечении. Начальная скорость кристаллизации 0,5 г/ч, Скорость кристаллизации при постоянном сечении 32 г/ч.

Сигнал рассогласования между желаемым и .фактическим весом кристалла подают на управление терморегуляторами тигельной печи. Скорость вытягивания по мере увеличения сечения кристалла уменьшается и при постоянном сечении составляет 9 мм/сут (О,Э-0,4 мм/ч), За 12 ч выращивают кристалл молибдата свинца размерами; коническая часть 50 см, цилиндрическая часть 65 см, диаметр 70 см.

По достижении заданных размеров отключают обратную связь датчика массы с терморегуляторами, останавливают" программу и вручную быстро поднимают кристалл до отрыва от расплава, После выдержки в печи в течение 8-10 ч печь вместе с кристаллом охлаждают до комнатной температуры со скоростью 20 град/ч. Вес выращенного кристалла 2000r, потери веса расплава за счет испарения около 1 г. Кристалл имеет слабо желтую окраску, оптически однородный, без блоков и макровключений, Пример 2. В платиновый тигель диаметром 70 мм и высотой 130 мм наплавляют шихту молибдата свинца, полученного осаждением иэ водных растворов парамолибдата аммония и уксусно-кислого свинца. Вес шихты 1500 г, тигель помещают в печь, закрывают крышкой с патрубком диаметром 18 мм и высотой 55 мм. Нагревают со скоростью 100 C/÷ до температуры плавления и гомогениэируют расплав 24 ч. Используют затравку квадратного сечения (5х5мм )длиною 20 мм, ориентация перпендикулярно грани < 112> . Опускание затравки и ро водят м едл е и н о (1-2 ч), что бы избежать термоудара. Перед началом процесса вытягивания расплавляют 2-3 мм затравки для удаления поврежденной обработкой части. Начинают вытягивать монокристалп (скорость вращения затравки 12 об/мин) со скоростью 0,25 мм/ч. Разращивают со сбросом температуры в 0,5 С/см до диаметра 25 мм и убирают сброс постепенно после 40 мм вытягивания, Кристалл в конце опыта резко отрывают от расплава и охлаждают со скоростью 30, /ч. Кристалл имеет слабо желтую окраску, оптически однородный, без блоков и макровключений. В нижней части кристалл имеет диаметр 35 мм при длине 70мм, вес 791 г.

Пример Э. Шихту, приготовленную методом осаждения, нагревают со скоро5

50 стью 150 /ч. Процесс совпровождался запахом уксуса. Расплав выдерживают 24 часа при температуре на 15ОС выше точки плавления (1080 С). Затем температура в печи снижается почти до равновесной и проводится затравление на ориентированную затравку. После затравления с вращающейся затравкой включают механизм вытягивания и начинают разращивание монокристаллов, Скорость вытягивания 2 мм/ч при вращении затравки 24 об/мин и при температурном градиенте в расплаве 3 /см в кристаллиэаторе. В конце процесса кристалл резко отрывают от расплава и охлаждают со скоростью 10 /ч до комнатной температуры, В результате: получен монокристалл слабо-желтоватой окраски весом 660 r. диаметром 30-40 мм и длиной 75 мм, Пример 4. Шихту в количестве 1070 г загружаемую в тигель, активизируют неодимом. Для этого к исходной шихте добавляют

122 г Иб Оэ, Нагрев шихты до температуры плавления проводят со скоростью 120 /ч и выдерживают для гомогенизации 24 ч. 3атем к поверхности расплава через патрубок плавно опускают монокристаллическую ориентированную затравку. Равновесие затравки и расплава определяют по сигналу датчика массы. Процесс выращивания монокристалпа, активирован ного неодимом, осуществляют автоматически после включения вытягивания затравки. Начальная скорость вытягивания 1,5 мм/ч, скорость вращения затравки 12,5 об/мин. Одновременно включают блок, формирующий программу процесса. Скорость вытягивания по мере увеличения сечения кристалла уменьшается и при постоянном сечении составляет 0,4 мм/ч.

По достижении заданных размеров отключают обратную связь датчика массы с терморегуляторами и вручную резко поднимают кристалл до отрыва. До комнатной температуры кристалл охлаждают со скоростью 10 град/ч, Вес выращенного кристалла

2200 г. Габариты кристалла молибдата свинца, легированного неодимом: коническая часть 50 см, цилиндрическая часть 66 мм, диаметр 70 мм.

Оптическое качество кристалла молибдата свинца при пегировании неодимом улучшается.

Пример 5. К исходной шихте добавляют 282 г Мб20э. В дальнейшем процесс проводят в тех же условиях, что и выращивание монокристалпа в примере 4.

Вес выращенного кристалла 2200 г, по качеству кристалл визуально был оптически

1659535

Составитель Н.Пономарева

Редактор О.Спесивых Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ 1823 Тираж 284 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина. 101 прозрачный, оптические качества его лучше, чем без добавок неодима, Таким образом, использование способа выращивания монокристаллов молибдата свинца позволяет получать крупногабаритные кристаллы (весом до 2 кг и выше). роме того, кристаллы молибадата свинца, полученные данным способом, являются прозрачными и оптически однородными, беэ трещин и повреждений.

Добавление оксида неодима к шихте спо собствует повышению качества кристаллов, так как визуально их оптическая прозрачность улучшается, Кристаллы используются для изготовления элементов для акустооптических применений, Крупногабаритные монокристаллы позволяют либо увеличивать число стандартных акустооптических элементов, изготовляемых иэ одного кристалла, либо изготовлять нестандартно крупные акустооптические элементы размером 40х40х30 мм.

Формула изобретения

1. Способ получения монокристаллов молибдата свинца, включающий получение исходного материала осаждением водных растворов парамолибдата аммония и уксусно-кислого свинца, взятых в стехиометрическом соотношении, нагрев и расплавление

5 его в тигле и вытягивание монокристалла на вращающуюся затравку при наличии градиента температуры и охлаждение монокристалла, отличающийся тем, что, с целью увеличения размеров и улучшения качества

10 монокристаллов, исходный материал нагревают со скоростью 100-150 С/ч и выдерживают 20-24 ч, вытягивание ведут со скоростью 0,25-2,0 мм/ч, затравку вращают со скоростью 12-24 об/мин, градиент уста15 навливают величиной 0,5-3.0 С/см, а охлаждение ведут со скоростью 10-30 С/ч.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что вытягивание ведут при автоматиче20 ком весовом контроле, 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью получения лазерных активных элементов, к исходному материалу до25 бавляют 3-4 мас.$ оксида неодима.