Способ получения бикристаллов

ЗИ 984 Союз Северках Социалистических Республик(22) Заявлено 20.12.78 (21) 2699081/22-2с врисоединением заявки -51)М,Кл.з С 30 В 21/О Зэсударственнма комитет СССР ио делам изобретений(43) Опубликовано 30,03.82. Бюллетень12 (45) Дата опубликованая описания 30.03.82 УДК 621 315 5Б, С. Бокштейн, Л, М, Клингер, Ч. В. Копецкий,Б, Б, Страумал и Л. С, Швиндлерман Институт физики твердого тела АН СССР(7 вители Московский институт стали и сплаво ЛУЧ ЕНИЯ БИ КРИСТАЛЛ(54) СП фической ориентациипозволяет получатькристаллитными грацами зерен) и не прния образцов с межфЦелью изобретенние заданной кристентации межфазнойсталлами,но данныи способ шь образцы с межицами (т. е. грани- оден для выращивазными границами.является обеспечелографической орираницы между кри, т. е межу у длучит Способ получения бикристаллов относится к области выращивания бикристаллов и может быть использован при исследовании одиночных межфазных границ и их влияния на свойства реальных материалов,Известны способы получения направленных эвтектик 11. При этом из расплава, в котором находятся. все компоненты, методом направленной кристаллизации получают естественные композиты, в которых межфазные границы располагаются вдоль направления теплоотвода. Однако. межпластиночные расстояния в этом способе все таки малы (нельзя получить образца с одиночной границей) и получаются границы произвольного типа (нельзя управлять их кристаллографической ориентацией) . Кроме того, известны способы выращивания из расплава бикристаллов с одиночной границей зерен методом направленной кристаллизации из двух затравочных монокристаллов 21. Данный способ не позволяет получать бикристаллы с межфазкой границей.Наиболее близким к предложенному является способ 31, включающий зонную плавку заготовки от мультикристаллической затравки, При этом получается образец с траницами заданной кристаллограПоставленная цель достигается тем,что в способе выращивания бикристаллов, включающем направленную кристаллизацию расплава первого компонента на моной кристалле второго компонента, в качествеисходных берут компоненты, образующие между собой простую эвтектическую диаграмму с эвтектической температурой равной 99,5 - 100% от температуры плавления одного из компонентов, первый компонент берут также в виде ориентированного монокристалла, от которого ведут направленную кристаллизацию со скоростью 5 10 -- 1 10 - 4 см/с при температуре, превышающей 25 эвтектическую не более, чем на 1,0%,В качестве исходных берут компоненты, образующие между собой простую без взаимной растворимости и про точных фаз, эвтектическую диаграмм я З 0 тоно, чтобы после охлаждения пол ь813984 55 60 65 Выращивают плоский монокристалл олова с нужной ориентацией, Полируют его химически в растворе, содержащем 40% азотной и б 0% плавиковой кислоты.Помещают монокристалл олова на монокристалл германия (плоскость их контакта явится плоскостью будущей межфазной границы) и затем закладывают их в графитовую лодочку установки для направленной кристаллизации, причем один из концов каждого монокристалла находится на водоохлаждаемой державке,Затем проводят направленную кристал.лизацию при температуре 226 С, при этоммонокристалл олова (кроме затравочногоконца) расплавлен и находится в контакте с твердым монокристаллом германия,Скорость направленной кристаллизациисоставляет 10- см/с,П р и м е р 2. Берут монокристалл германия, ориентируют его оптическим методом (с точностью до 20), разрезают наплоские заготовки нужной ориентации.Нужную плоскость шлифуют механически и полируют затем химически в растворе, содержащем 80% азотной и 20%плавиковой кислоты.Выращивают плоский монокристаллсвинца с нужной ориентацией. Полируютего химически в растворе, содержащем70 О/, уксусной кислоты и ЗОО/о перекисиводорода.Помещают монокристалл свинца на монокристалл германия (плоскость их контакта является и плоскостью будущей межфазной границы) и затем закладывают ихв графитовую лодочку установки для направленной кристаллизации, причем одиниз концов каждого монокристалла находится на водоохлаждаемой державке,Затем проводят направленную кристаллизацию при температуре 319 С, при этоммонокристалл свинца (кроме затравочногоконца) расплавлен и расплав находится вконтакте с твердым монокристаллом термания, Скорость направленной кристаллизации составляет 5 10 4 см,с.Как показывают проведенные на рентгеновском микроанализаторе и установкедля оптического ориентирования кристаллов исследования, полученные по данномуспособу бикристаллы характеризуются отсутствием в притраничной области паразитных кристаллов, малым (в пределах1 - 2 мкм) отклонением формы границы отплоской, заданной, высокой (отклоненияне более 0,5 - 1,0) точностью совпадениякристаллографических параметров границы с заданными. Полученные бикристаллы позволяют провести исследования одиночных межфазных границ, получить новые, неизвестные ранее сведения о диффузии по межфазным границам, их поверхностной энергии, механических свойствах и др в зависимости от кристаллографических параметров, что невозможно сделать на образцах, получаемых известными ранее способами. Формула изобретения Способ получения бикристаллов, включающий направленную кристаллизацию расплава первого компонента на ориенти813984 Составитель Б. СтраумалТехред И. Пенчко Корректор И. Осиновская Редактор Н, Коляда Заказ 254/162 Изд. Мз 119 Тираж 373 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Тип. Харьк. фнл. пред. Патент рованном монокристалле второго компонента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения заданной кристаллографической ориентации межфаз ной границы между кристаллами, в качестве исходных берут компоненты, образующие между собой простую эвтектическую диаграмму с эвтектической температурой, равной 99,5 - 100 о/, от температуры плавления одного из компонентов, первый компонент берут также в виде ориентированного монокристалла, от которого ведут направленную кристаллизацию со скоростью 5 10- -1,10 - 4 см/с при температуре, превышающей эвтектическую не более, чем на 1,0,Источники информации, принятые во 5 внимание при экспертизе:1, Сомов А. И. и Тихоновский М, А,Эвтектические композиции. М., Металлургия, 1975, с. 84 - 140.2, Металлы высокой частоты, М., 10 Наука, 1976, с, 76 - 84.3. Авторское свидетельство СССР571295, кл. В 01 Я 17/18, 1974 (прототип).