Способ формирования пустот в ионных кристаллах

Изобретение относится к использованию ударных волн для проведения химических реакций или для модификации кристаллической структуры веществ, в частности к способу формирования пустот в ионных кристаллах KBr. Способ заключается в том, что на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты кладут навеску из Mg особой чистоты и помещают пластину в кварцевую трубку, откачивают до давления 10-2÷10-3 Па, нагревают до температуры T1=450÷520°С, затем производят отжиг в течение времени τ1=5÷15 часов, после чего проводят охлаждение до температуры Т2=20÷22°С и выдержку в течение τ2=2÷3 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерируют импульсы растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа. Технический результат - формирование распределения пустот на заданном интервале глубин образца. 1 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к использованию ударных волн для проведения химических реакций или для модификации кристаллической структуры веществ в частности к способу формирования пустот в ионных кристаллах.

Известен способ формирования пустот (Савенко О.М., Геринг Г.И., Физика твердого тела, том 38, №1, 1996), в котором в кристаллах KCl, KBr с содержанием примеси Mg или Pb с концентрацией 5*10-3 mol % под действием импульсов растягивающих напряжений формируются пустоты (поры).

Недостатком данного способа является невозможность распределения пустот на заданном интервале глубин образца, поскольку в способе брался образец с уже сформированным равномерным распределением примеси по объему образца.

Технической задачей заявляемого решения является формирование распределения пустот на заданном интервале глубин образца.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ формирования пустот в ионных кристаллах KBr в котором на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты кладут навеску из Mg особой чистоты и помещают пластину в кварцевую трубку, откачивают до давления 10-2÷10-3 Па, нагревают до температуры T1=450÷520°С, затем производят отжиг в течение времени τ1=5÷15 часов, после этого производится охлаждение до температуры Т2=20÷22°С и выдержка в течение τ2=2÷3 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерируют импульсы растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа.

Возможность обеспечения технического результата обеспечивается тем, что при температурах 45÷520°С давление паров KBr составляет не более 10-2 Па, в то время как давление паров Mg составляет порядка 102 Па, при этом осуществляется диффузия примесей Mg с поверхности вглубь образца, так что максимальная концентрация примесей, кроме узкого приповерхностного слоя начинается на некоторой глубине и с увеличением глубины от данного слоя концентрация падает по экспоненте и достигает заданного интервала значений 1÷5*10-3 mol % (при котором происходит порообразование, при концентрации больше или меньше указанного интервала порообразование не идет) на определенном заданном интервале глубины, зависящем от времени отжига, что позволяет после генерирования импульсов растяжения амплитудой не менее 50 МПа получать микропустоты. Таким образом, в отличие от прототипа интервал глубин распределения пустот становится величиной формируемой и зависимой от распределения концентрации примеси Mg от поверхности пластины кристалла KBr до заданной глубины легирования.

На фиг. 1 представлен общий вид микропустот, полученных при отжиге в течение времени τ1=10 часов на глубине от 0,2÷0,3 мм при амплитуде импульса растяжения 50 МПа и длительности 200 нс.

Способ осуществляется следующим образом: на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты размером 10×10×1 мм кладут навеску из Mg особой чистоты - 0,05 г и помещают пластину в кварцевую трубку, откачивают до давления 10-2÷10-3 Па, затем запаивают трубку, помещают в индукционную печь нагретую до 450°С, нагревают до температуры Т1=450÷520°С, затем производят отжиг в течение времени τ1=5-15 часов, после этого производится охлаждение до температуры Т2=20÷22°С и выдержка в течение времени τ2=2÷3 часов, затем в области диффузии Mg на данные пластины воздействуют биполярным акустическим импульсом амплитудой не менее 50 МПа и длительностью не менее 200 нс.

Пример 1.

На поверхность пластины кристалла KBr ОСЧ размером 10×10×1 мм поместили навеску из Mg ОСЧ массой - 0,05 г и разместили в кварцевой трубке, откачали до давления 10-3 Па, запаяли трубку, произвели нагрев до температуры T1=450°С и провели отжиг при данной температуре Т1=450°С в течение времени τ1=5 часов, после этого произвели охлаждение до температуры Т2=20°С и выдержку в течение τ2=2 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерировали импульсы продольных растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа и длительности 200 нс, получили распределением пор на глубине от 0,1÷0,2 мм

Пример 2.

На поверхность пластины кристалла KBr ОСЧ размером 10×10×1 мм поместили навеску из Mg ОСЧ массой - 0,05 г и разместили в кварцевой трубке, откачали до давления 10-3 Па, запаяли трубку, произвели нагрев до температуры T1=450°С и провели отжиг при данной температуре T1=450°С в течение времени τ1=10 часов, после этого произвели охлаждение до температуры Т2=20°С и выдержку в течение τ2=2 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерировали импульсы продольных растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа и длительности 200 нс, получили распределение пор на глубине от 0,2÷0,3 мм

Пример 3.

На поверхность пластины кристалла KBr ОСЧ размером 10×10×1 мм поместили навеску из Mg ОСЧ массой - 0,05 г и разместили в кварцевой трубке, откачали до давления 10-3 Па, запаяли трубку, произвели нагрев до температуры T1=450°С и провели отжиг при данной температуре T1=450°С в течение времени τ1=15 часов, после этого произвели охлаждение до температуры Т2=20°С и выдержку в течение τ2=2 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерировали импульсы продольных растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа и длительности 200 нс, получили распределение пор на глубине от 0,3÷0,4 мм

Таким образом, решается техническая задача формирование распределения пустот на заданном интервале глубин образца.

Способ формирования пустот в ионных кристаллах KBr, в котором на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты кладут навеску из Mg особой чистоты и помещают пластину в кварцевую трубку, откачивают до давления 10-2÷10-3 Па, нагревают до температуры T1 = 450÷520°С, затем производят отжиг в течение времени τ1 = 5÷15 часов, после этого производится охлаждение до температуры Т2 = 20÷22°С и выдержка в течение τ2 = 2÷3 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерируют импульсы растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов многокомпонентных фторидов со структурой флюорита в системах MF2-CeF3, которые широко используются в оптике, фотонике, физике высоких энергий.

Изобретение относится к сцинтилляционным неорганическим оксидным монокристаллам со структурой граната, предназначенным для датчиков ионизирующего излучения в задачах медицинской диагностики, экологического мониторинга, неразрушающего контроля и разведке полезных ископаемых, экспериментальной физике, устройствах для измерения в космосе.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к области изготовления гетероэпитаксиальных слоев монокристаллического кремния различного типа проводимости и высокоомных слоев в производстве СВЧ-приборов, фото- и тензочувствительных элементов, различных интегральных схем с повышенной стойкостью к внешним дестабилизирующим факторам.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается разработки способа получения легированных халькогенидов цинка для перестраиваемых твердотельных лазеров, используемых, в частности, в медицине и биологии.

Изобретение относится к выращиванию из расплава на затравку монокристаллов Cd1-xZnxTe (CZT), где 0≤х≤1 ОТФ-методом. Способ выращивания кристаллов CZT осуществляют под высоким давлением инертного газа, в условиях осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации - методом ОТФ, с использованием фонового нагревателя и погруженного в расплав нагревателя - ОТФ-нагревателя 6, путем вытягивания тигля 1 с расплавом в холодную зону со скоростью ν при разных начальных составах шихты 5, 7 в зоне кристаллизации W1 с толщиной слоя расплава h, и в зоне подпитки W2, а также с использованием щупа – зонда 3 контроля момента плавления загрузки в зоне кристаллизации W1, при этом для получения макро- и микрооднородных монокристаллов CZT заданной кристаллографической ориентации на дно тигля 1 устанавливают монокристаллическую затравку Cd1-xZnxTe требуемой кристаллографической ориентации 2, по центру затравки 2 устанавливают зонд 3 и размещают шихту 5, состав которой обеспечивает, с учетом частичного плавления затравки 2 и в соответствии с фазовой диаграммой состояния системы CdZnTe, рост монокристалла Cd1-xZnxTe при заданной толщине слоя расплава h в зоне кристаллизации W1, затем устанавливают ОТФ- нагреватель 6, над ОТФ-нагревателем 6 размещают шихту 7 состава, равного составу затравки 2, формируя зону подпитки W2, затем ОТФ-кристаллизатор с тиглем 1, затравкой 2, шихтой 5, 7 и ОТФ-нагревателем 6 с зондом 3 устанавливают в ростовую печь, печь заполняют инертным газом и ОТФ-кристаллизатор нагревают в печи в вертикальном градиенте температур со скоростью 10-50 град/час до начала плавления верха затравки 2 с последующим опусканием зонда 3 вниз до контакта с непроплавленной частью затравки 2, затем нагрев прекращают, а зонд 3 перемещают вверх до уровня дна ОТФ-нагревателя 6, систему выдерживают в течение 1-5 часов, контролируя с помощью зонда 3 темп плавления затравки 2, после чего начинают рост кристалла путем вытягивания тигля 1 вниз с скоростью 0,1-5 мм/ч относительно неподвижного ОТФ-нагревателя 6 с зондом 3.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается технологии получения легированных переходными металлами халькогенидов цинка в качестве активной среды или пассивного затвора для твердотельных лазеров.

Изобретение относится к сцинтиллятору, который может быть использован в качестве детектора рентгеновского излучения в медицине, при досмотре вещей в аэропортах, досмотре грузов в портах, в нефтеразведке.
Изобретение относится к технологии обработки алмазных кристаллов и алмазных материалов. Техническим результатом является понижение уровня опасности при использовании в технологическом процессе газообразного водорода.
Изобретение относится к технологии обработки алмазов, а именно к методам придания им заданной геометрической формы, и востребовано в промышленности для производства электроники.

Изобретение относится к металлургии полупроводниковых материалов и может быть использовано, например, при получении особо чистого германия методом зонной плавки. При нанесении защитного покрытия на внутреннюю поверхность кварцевого тигля в качестве покрытия используют GeO2, образующийся путем пропускания через закрытый холодный тигель газообразного GeO, нагретого до 850-1000°С, после чего тигель открывают и нагревают в атмосфере воздуха до 850-1000°С, затем тигель выдерживают при тех же температурах в атмосфере воздуха до получения плотного покрытия.

Изобретение относится к получению монокристаллов алмазов, в частности, легированных азотом и фосфором, при высоких давлениях и температурах, которые могут быть использованы в устройствах электроники.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается разработки способа получения легированных халькогенидов цинка для перестраиваемых твердотельных лазеров, используемых, в частности, в медицине и биологии.

Изобретение относится к ИК-оптике, а именно к созданию лазерных сред, и касается технологии получения легированных переходными металлами халькогенидов цинка в качестве активной среды или пассивного затвора для твердотельных лазеров.

Изобретение относится к технологии осаждения на больших площадях тонких пленок графена, которые могут быть легированы, для использования их в качестве прозрачного проводящего покрытия.

Изобретение относится к ИК-оптике и может быть использовано для производства перестраиваемых твердотельных лазеров, используемых, в частности, в медицине и биологии.
Изобретение относится к области обработки синтетических, тугоплавких ограненных кристаллов, в частности фианитов (кристаллов на основе диоксида циркония и/или гафния, стабилизированных оксидом иттрия).
Изобретение относится к технологии ювелирного производства, точнее к способам получения цветных ювелирных вставок, а также вставок с применением ювелирных эмалей, и предназначено для использования в ювелирной промышленности тиражом.

Изобретение относится к технологии тонкой обработки природных и синтетических ювелирных камней, а именно - к технологии окраски бесцветных вставок из ювелирных камней на основе оксидных материалов.
Изобретение относится к способу получения модифицированных кристаллов магнетита (Fe3O4), содержащих на поверхности смесь липидов, и может быть использовано в фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к использованию ударных волн для проведения химических реакций или для модификации кристаллической структуры веществ, в частности к способу формирования пустот в ионных кристаллах KBr. Способ заключается в том, что на поверхность пластины кристалла KBr особой чистоты кладут навеску из Mg особой чистоты и помещают пластину в кварцевую трубку, откачивают до давления 10-2÷10-3 Па, нагревают до температуры T1450÷520°С, затем производят отжиг в течение времени τ15÷15 часов, после чего проводят охлаждение до температуры Т220÷22°С и выдержку в течение τ22÷3 часов, затем в области диффузии Mg в данных пластинах генерируют импульсы растягивающих напряжений амплитудой не менее 50 МПа. Технический результат - формирование распределения пустот на заданном интервале глубин образца. 1 ил., 3 пр.

Наверх