Способ получения поликристаллическихблоков халькогенидов цинка и кадмиядля оптической керамики

Союз СоветскихСоцналнстнчесннхРеслублни ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 118446 О 9 юлиительное к авт. свид-в(22) Заявлено 01.03, 79 (21) 2 7321 70/29-3с присоединением заявки РЙ М. Кд.С 04 В 35/00С 09 К 11/10 стеенный неинтетСССРаи неооретеинйоткрытей 23) Приорите Опубликовано 0 7.0 7,81, Дата опубликования опи(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ БЛОКО ХАЛЬКОГЕНИДОВ 1)ИНКА И КАДМИЯ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ КЕ РАМ ИКИ.блас Изобретение относится к технологии халькогенидов, в сепенида цинка и теплурида стности дм иятическойй области еталлов халь дов езакапьений ени лимики,пригодных для изготовления оп ке рам ики, п роз рач ной в ш ироко , спектра (от 0,5 до 30 мкм).Оптическая керамика представляет собой поликристаллический материал с плотностью, близкой к теоретической в личине, и изготавливается либо путем рекристаппиза ционного (горячегсования порошков халькогенидовлибо путем парофазного осаждекогенидов металлов. Известен парофазный способ попучния халькогенидов цинка и кадмия в вде попикристаппических блоков 1пючающийся в смешивании паров хкогенов и металлов ипи их соединс последующей подачей смеси в зонуконденсации, где происходит осаждхалькогенидов на подложку, Этот метосложен из-эа необходимости тщатепьной очистки и дозировки компоненто Наиболее бпизким техническим решением к заявленному является способ получения поликристаппических блоков хапькогенидов цинка и кадмия путем газофазного осаждения на подогретую подложку 21. Причем дпя предотвращения уноса твердых частиц используют рассеивающую кварцевую засыпку. Однако в конденсат попадают как твердые частицы кварца, так и продукты взаимо действия кварца . с окислами металла и халькогена.Таким образом, очистка халькогениметаллов до уровня, обеспечивающе го требования, предъявляемые к продуктам дпя опптческой керамики не достигается известными методами. Белью изобретения являетсяние процесса получения, повыштоты, однородности и проэрачноскристаллических блоков хапькогметаллов, а также оптической кизготовленной из них.844609 3Поставленная дель достигается тем,что в способе получения поликристал -лических блоков халькогенидов цинкаи кадмия путем газофазного Осажденияна подогретую подложку пары хвлькогенида пропускают через пористый графит, углеграфитовую или кремнеземнуюткань, а осаждение ведут со скоростью0,005-0, 15 моль/смчас. Причем дляповышения прозрачности поликриствллических блоков осаждение ведут со скоростью О, 005-0,02 моль/смгчас.Кроме того, теллурид кадмия получа-.ют осаждением на подложку, нагретую40до 400-700 С, а селенид цинка - освжде"нием на подложку, нагретую до 600900 С,Пористый контейнер с халькогенидомпомещают внутрь камеры, закрытойкрышкой, которая спужит подложкой дляконденсации. После качала конденсациипродукта на подложке происходит самогерметизация камерыулетучиввниепаров в холодную часть вакуумнойустаноВки сильнО затормаживается,В указанных выше условиях па под:.ложке осаждается продукт, свободныйкак от летучих, так и нелетучих приме сей, в виде поликристаллического блокас относитепьной плотностью 99,5-99,8 Ъот теоретической, При ограничеиыхскоростях конденсации пара, а именноЯпри 0,005-0,02 моль/см чвс получаетсяполикристаллический блок с плотностью99,5-99,8 % от теоретической величины, При такой плотности он имеет прозрачность, близкую к прозрачности монокристаллов или оптической керамики, изготовленной путем прессования. При скорос ти ко нде нс а пии м е ньш е0,005 моль/см час наблюдается росткрупных монок рис талл ическ их блоков наотдельных участках подложки и одпород"ного слоя не получается. При скоростиконденсации больше 0,0 мол см чвс2ипл относ ть брике тв недос та точна и наблюдается заметная пористость и, следовательнО, непрозрачность материала,Скорость конденсации регулируют путемподбора температуры, а также плопадиповерхности пористого контейнера. Оптимальную скорость конденсациидостигают при температуре контейнера750-950 С для теллурида кадмия и950-1200 С в случае селенида цинкаОпри площади поверхности контейнера изграфита ППГ или углграФитовой тканиУУТ100-200 см 4Применсние контейнера с пористы-.ми стенками обеспечивает;в ) надежное и пол ное отделение Вклю"еий всТИц 0, АРОИТЙО сП-СОИЪС ,.-0 тлерода и других твердых Вепест от пара халькогенида, В результате чего появляется возможность использовать в качестве исходного продукта для приготовления оптическон 1 О керамики хвлькогениды, содержаднедо нескольких процснтоь окисных соед+- непий и углерода, и проводить процессс большими скоростями испарения(до 8 Г 0/ час теллурида кадмия, например), когда особенно вероятен захваттв е рды х час ти ц в еп ес тв в па ром;О . Возможность создания над испвряемым вепеством значительно более высокого давления пара, чем в откры том испврителе. Повышенное давлениепара предотвращает одновременное испаренпе примеси и основного вегпества,т,е, повыцает степень их разделения.Выбор интервала температур для 5 подложек определяется тем, что приуказанных температурах предотвращается конденсация или захват летучих при: -месей кондесируюцимся пвоом, Притемпературе подложки ниже .; п:шего 30 предепа наблюдается захват. летучейпримеси (например, теллура), а приболее высокой - низка доля кондечсирукщегося пара.р и м е р 1. Телгурид кадмия,35 содержппий окись кадмия ипи теллуристс-кислый кадмий (до 1 %), избыточный теллур (до 0,5 о), углерод и другие механьческие примсси (кварц, окисьалюминия, нитрид бора), загружают в:О контейнер из углогрвфитовой тканимарки УУТ, который помещают нвдно цилиндрической квмеоы диаметром80 мм из пирографита, закрываемойпрыш кой из пирог рвфита (мол ибде на,вольфрама). Камеру откачивают до дввле"2ния 10 мм рт. ст. и разогревают твк,Очто контейнер имеет температуру 900 С;в крышки (подложка) - температуру600 С,5 ДСкорость осаждения составляет приуказанном режиме 800 г/час;(О, 065 моль/с." час). гищенный продукт получается в виде плотного поликриствггического блока с размеромзерна 800-500 мкм, Плотность блокасос гавляет 95 % от теоретическойвеличины. Блок непрозрачен В ИК-области, Прозрачность оптической керамики844609 Формула1 О изобретения Составитель И. Миронов Редакто В. Сми ягина Тех ед Н, Келушак Г, Назарова42 12/7 Тираж 660 Поднис ноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо депвм изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рвушская наб., д, 4/5 Заказ филиал ППП Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4 . 5(пропусквния), изготовленной из такогопродукта путем горячего. прессования, составляет 6 С% на длиневолны 10 мкм при толщине образца5 мм (теоретическая величина с учетомотражения 65 %). В спектре пропусквния не наблюдаются какие-либо локальные поносы поглощения.П р и м е р 2, Селенид цинка, содержащий до 0,5 % окиси цинка, до 0,5 %селенв и до 1 % цинка загружают в контейнер из графита марки ППГ с толщиной1стенас 1-2 мм с общей площадью 140 смипи из кремнеземной ткани (ВТУ-62).Контейнер помещают нв дно полиграфитовойкамеры диаметром 30 мм с крышкой измолибдена, вольфрама или пирографита, Камеру откачивают до давления 10 мм.рт.ст.-Яи разогревают контейнер до 100 С, вОподложку до 700 С. Скорость осажденияпри диаметре камеры 30 мм и диаметреподложки 30 мм составляет 20 г/час,Очищенный продукт представляет собойплотный поликристаллический блок с размером зерна около 50-100 мкм и плочностью 99,7+0,2% от теоретическойвеличины. Оптическая прозрачнос тьтакого материала составляет 670 %при топщине образца 5 мм при М - 10 мкм(теоретическая величина с учетом отражения 70 %:.).Таким образом, в предлагаемом способе нолучения поликристаллических блоков халькогенидов цинка и кадмия используют пористые контейнеры из инертногопо отношению к парам халькогенидов материала, например графита, кремнеземнойили угнеграфитовой ткани, . в сочетаниис режимом конденсации, который обеспечивает получение пибо очищенногополикриствплического мвтеривпв,пригодного для изготовления оптическойкерамики путем горячего прессования( в случае скоростей испарения больше0,02 моль/см час, либо оптически прозрачного поликристаппического материала(при скоростях меньше 0,2 моль/смчас,Предлагаемый способ отличается тем, что он обпадает высокой производительностью, простотой и надежностью, а также обеспечивает чистоту продукта, прозрачность и одновременность поликриствплических блоков и оптической керамики, изготовленной из них. 1. Способ получения поликристаипических блоков хапькогенидов цинка нкадмия для оптической керамики путем15газсфазного осаждения на подогретуюподложку, о т и и ч в ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения процессаполучения, повышения чистоты, однородности и прозрачности поликриствллических блоков, а также оптической кера-юмики, пары хвпькогенидов пропускаютчерез пористый графит, угпеграфитовуюили кремнеземную ткань, а осаждекиеведут со скростью 0,005-0, 15 моль/см.час,йся2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ ей с я тем, что для повышения прозрачности поликристаллических блоков осаждние ведут со скоростью 0 005 -1ЭО, 02 моль/см, час,3 С. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч аЗа ю щ и й с я тем, что теллурид кадмия получают осаждением на подложку,нагретую до 400-700 С.4, Способ по пп, 1 и 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что селенид цинкаЗ пол учвют осаждением на подложку, нагретую до 600-900 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе