Патент ссср 358871

 

О П И С А Н И Е SSSSZ)

ИЗОБРЕТЕЙЙЯ

Сава Советских

Социалистических

Респчйлик

К ПАТЕпТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. G 02b 1/02

В Olj 17/00

В Olk 3/00

Заявлено 15.1.1971 (№ 1612130i23-26)

Приоритет 22.1.1970, № 4913, CIIIA

Комитет па дела«о изооретеиий и открытий при Совете Мииистрав

СССР

УДК 621.315.592.9 (088.8) Опубликовано 03.Х1.1972. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 3.1.1973

Авторы изобретения

Иностранцы

Хайман Джозеф Левинстейн, Легранд Джерард (Соединенные Штаты Америки) и Шобха Сингх (Индия) Иностранная фирма

«Вестерн электрик Ком«пани» (Соединенные Штаты Америки) Ван Ютерт

Заявитель

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАПОЛИЕНИЫХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

ВЕЩЕСТВ

Изобретение касается обработки заполненных ферроэлектрических материалов со структурой типа вольфрамовых бронз, например

B a4N a Nb I««Oq«I

Монокристаллические формы многих из рассмотренных веществ используются в оптических элементах, одни в качестве линейных электрооптических материалов, другие в качестве нелинейных удвоителей частоты и параметрических устройств.

Известен способ обработки заполненных кристаллических веществ типа вольфрамовых бронз, включающий электролиз при высокой температуре и при напряжении от 100 до

2000 в/см.

При этом отмечается длительность процесса обработки (несколько дней в случае кристаллов бариево-натриевого ниобата).

С целью устранения указанного недостатка предлагается способ, по которому электролиз ведут при температурах не менее 600 С, то есть превышающих в основном температуру .Кюри, в среде, выделяющей положительные ионы, способные мигрировать сквозь кристаллическое вещество.

Положительным ионом является Н+, Д+ или Т+, и электролиз ведут в среде воздуха в температурном интервале 600 — 750 С. Время обработки характеризуется одним или несколькими часами для образца длиной 1 см при температурах порядка 600 С и выше. После такой обработки ферроэлектрическое улучшение происходит практически мгновенно, как в специальной технологической операции, так и при простом охлаждении ниже температуры Кюри с одновременным возрастанием напряженности электрического поля. Вели10 чины напряженности поля обычные.

Злектролиз желательно проводить при температурах нс ниже 600 С. Г1ри такой температуре, для образца с расстоянием между электродами около l сл требуется время порядка

15 1 час на 1 сл. Это время, установленное для наименьшей напряженности поля около

100 в/сл кристаллического образца, уменьшается с увеличением температуры.

Наибольшей температурой, выше которой

20 образец становится черезмерно проводящим, является температур а порядка 1000 С. На наибольшей эта температура является только

Q7H HOI3OB, отличных OT Н H HOHOB H3OTOIIOB водорода, дейтерия и трития. При примене25 нпп подобных легких ионов максимальной является температура 750 С, так как выше этого предела такие ионы выделяются. Предпочтительными ионами являются Н+ и свя358871 занные с ним HQHbl. Дейстыительно1 ocHQBHQC количество Н+ получается при электролизе небольшого количества водяных паров, присутствующих в воздушной среде. Из более тяжелых ионов удоылетворительпым является

Li+; более крупные ионы (Pt+, А<>+, Лп-, Na, Т1+ и др.) могут быть использованы также, хотя меньшие скорости миграции I.llllyHcдают увеличить время электролиза.

Удовлетворительным является градиент напряженности в интервале от 100 до 2000 в/с,гг.

Ниже минимальной величины время обработки черезмерно возрастает; при превышении верхнего предела возможны дутовой разряд и сильный Джоулев нагрев. желательным является уровень от 150 до 500 в/сл. В большинстве случаев целесоооразно использовать номинальную напряженность 200 в/сяг.

Используемые вещества прибли;кен:-го имеют промежуточное строение, характеризуемое пространственно-точечной группой Р4Ьт (С „,)

Рассматриваемые вещества, в основном, при конечных температурах являются ферроэлектрическими и тетрагональны. Примерная тетрагональность характеризует прямолинейную систему, в которой две оси А и В ы основном равны (в интервале от 0,96 до 1,04) и каждая из этих осей в среднем втрое длиннее оси С.

Типичная структура поэтому згожет рассматриваться как ряд девяти пероыскито-подобных структур 331.

В единичной структуре располо>ксггы четыре больших пснтагональных катионных области (области А), две средних квадратных катионных области (области В) и чстырс небольших треугольных области (области С).

В каждой структуре имеется десять шгобийсодержащих октаэдров.

Важными из большого класса являются только заполненные структуры. 3аполнснные структуры это такие структуры, в которы. . области А и области В заполнены по меньшей мере на 90P/p. Типичными веществамн являются: Ba4NazNblpOzp, (Ва, Sr)4UazHblpOqp и г 4КЛ13lpI-Ipp.

Более специфичные заполненные структуры, иногда рассматриваемые как «щсликом за5

45 полпеиные», имеют заполненными и области С.

Области С заняты в основном литием, а этот ион присутствует обычно тогда, когда это необходимо для валентного равенства. Например, сслп двухыалснтныс ионы, расположенныс !3 Ооластях А, цслико: I или II01Hocrûo замещены одпоыалснтными ионами,;IHTHII может применяться для уравновсшсния смеси. Типичными веществами являются

XapLi. ХЬгp03ю, К4Ха1 Ьго03о

Допустимы другие составляющие, удовлетворяющие перечисленным требованиям.

На чертеже схематически показан образец заполненной вольфрамовой бронзы, подвергае»IIiI oopaGorI ы соответствии с изобретением.

Образец 1 (ii оно- или поликристалличесский) снабжен электродами 2 и 3, посредством которых образец становится частью последовательной цепи, состоящей из источника постоянного тока 4, амперметра 5 и вольтметра б. Температура образца 1 поддерживается на желаемом уровне с помощью нагревателя 7, внутри которого находится требуемая атмосфера.

Предмет изобретения

1. Способ обработки заполненных кристаллических зещсств со структурой типа вольфрамовых бронз, вклгочающий электролиз при высокой температуре и при напряжении от

100 до 2000 в/с,1г, отличающийся тем, что, с целью ускорения проlrgcса, электро Iиз ведут при температуре по меньшей мере 600 С, в среде выделяющей положительные ионы, способные мигрировать скзозь кристаллическое вещество.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что положительным ионом является Н+, Д+ или

Т+, и электролиз ведут в температурном интервале 600 †7 С.

3. Способ по IIII. 1 и 2, от,гичающийся тем, что электролиз ведут в среде воздуха.

4. Способ по п. 1, отгичающийся тем, что положительным ионом является Li- и электролиз ведут ы температурном интервале 600—

1000 С.

358871

Редактор Е. Левина

Корректор А. Васильева

Заказ 4105/11 Изд. № 1713 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2!

Составитель А. Груздев

Техред Т. Курилко