Способ получения кристаллов соединений а в

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 30 В 29 5 Я)5 С 03 В 1 Е ОПИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 4722975/26 (22) 24,07,89(46) 23.05.93. Бюл. М 19 (72) В,А,Кобзарь-Зленко, М.й.файнер, О.Ф.Терейковская и В.К.Комарь (56) Авторское свидетельство СССР М 1558041, кл, С 30 В 11/02, 1988, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ СОЕДИНЕНИЙ А"В" (57) Изобретение относится к способам вы-. ращивания кристаллов сулъфида кадмия методом направленной кристаллизации, изделия из которых применяются в акустоэлектронике, пьезотехнике оптической и электронной технике, и может быть исполь( зовано в химической промышленности при получении кристаллов соединений А" В . Цель изобретения - повышение объемной Изобретение относится к способам выращивания кристаллов сульфидин кадмия методом направленной кристаллизации, изделия иэ которых применяются в акустоэлектронике, пьезотехнике, оптической и электронной технике, и может быть использовано в химической промышленнодти при получении кристаллов соединений А В.Целью изобретения является повышение объемной однородности электрических свойств кристаллов сульфида кадмия.Способ осуществляют следующим образом.Лодочку с навеской 600 г исходного сульфида кадмия помещают в герметичную печь с омическим нагревом, в рабочее пространство которой через гидравлические затворы подают аргон. После вытеснения атмосферных газов из рабочего объема из, Ы 1624925 А 1 однородности электрических свойств кристаллов СбЯ, Способ включает рекристаллизацию исходного материала СбЯ при температуре 900 - 1100 С в течение 10-20 ч в атмосфере инертного газа и последующее выращивание путем направленной кристаллизации расплава в замкнутом объеме. В результате рекристаллизации уменьшается удельная поверхность Я (м /г) сульфида кадмия, за счет превращения в твердом состоянии поликристаллических мелкодисперсных частиц в частицы с большими размерами, но в меньшем количестве, В выращенных после такой обработки кристаллах сопротивление не меняется по длине образца, что свидетельствует о том, что привнос примеси в результате снижения удельной поверхности является минимальным для данных условий кристаллизации. 1 табл. быточное давление инертного газа в печи выдерживают на уровне 50 - 150 мм водяного столба. Проводят перекристаллизацию исходного материала при нагреве, в результате которой уменьшается удельная поверхность сульфида кадмия за счет превращения в твердом состоянии поликристаллических мелкодисперсных частиц в частицы с большими размерами, но в меньшем количестве. Скорость рекристаллизации увеличивается с ростом температуры и для предотвращения окисления порошкообразного сульфида кадмия в этих условиях рекристаллизацию осуществляют в защитной атмосфере аргона.Результаты перекристаллизации судьфида кадмия по оценке удельной поверхности 3 (м/г) в зависимости от температуры времени выдержки (в часах) и соответствен 1624925но удельного сопротивления р ом см) образцов сведены в таблицу. Удельная поверх ность исходно го по рошкообуаз ного сульфида кадмия составляет 8,6 м /г, а насыпной удельный вес 1277 г/л. Влияние ус ловий рекристаллизации на сопротивление изделий из кристалла проверяли на образцах сульфида кадмия с размерами 10 х 5 х 5 мм, которые изготавливали соответственно из начальной, средней и конечной частей 10 кристалла по ходу роста после нанесения омического контакта. Такой подход отражает динамику изменения взаимозависимых величин - примесей, оттесняемых фронтом кристаллизации, и удельного сопротивле. сия (см, таблицу).Критерием однородности свойств по объему кристалла является отношение максимального сопротивления к минимальному, и в случае достижения оптимальной величи ны, равной единице, свидетельствует о том, что привнос примеси в результатеснижения удельной поверхности, является минимальным для данных условий кристаллизации или соответственно их количественное со держание уже йе отражается на свойствах кристалла. В данном техническом решении критерий однородности в пределах 1,05-1,0соответствует требованиям, предъявляемым к изделиям, изготавливаемым из кри сталлов; и, достигается в условиях рекристаллизации при 900 С в течение 20 ч,а оптимизация - при 1100 С эа 10 ч, что показано в приведенных примерах и таблице 35После проведенной таким обрезом предварительной обработки исходного ма-. териала проводят выращивание кристаллов СоЗ методом направленной кристаллизации. 40П р и м е р 1. Контейнер с навеской исходного сульфида кадмия в количестве 600 г, синтезированного для выращивания кристаллов, с удельной поверхностью 8,8 м /г и насыпным удельным весом 1277 г/л 45 помещают в горизонтальную герметичную печь с омическим нагревом, Рабочий объем печи через гидравлический затвор заполняют аргоном и после вытеснения атмосферных газов избыточное давление в печи 50 устанавливают на уровне 50-100 мм водя- ного столба. Включают электронагреватель и .температуру в печи доводят до 1100 С, которую и выдерживают в течение 20 ч при слабом токе аргона. 55Рекристаллизованный в этих условиях сульфид кадмия имеетудельную поверхность 2,4 м /г и насыпную плотность 2766 г/л,Навеску рекристаллизованного сульфида кадмия в количестве 300 г помещают в графитовый тигель и устанавливают на штоке механизма перемещения компрессионной печи. Печь вакуумируют и заполняют аргоном до давления 60 ат. Повышают температуру до 1500 С и при этом избыточное давление аргона достигает 100 ат, Протягивают тигель со скоростью 30 мм/ч через градиент температур нагревателя для сплавления загрузки в тигле, После сплавления сульфида кадмия тигель перемещают в исходное положение и осуществляют кристаллизацию, протягивая его со скоростью 4 мм/ч при 14250 С.Измерение удельного сопротивления доказывает постоянную величину 0,05 Ом см на всех образцах, вырезанных иэ различных участков кристалла, и характеризует однородность свойств кристалла по объему, Эти условия достигаются путем снижения удельной поверхности в 3,5 раза рекристаллизацией порошкообразного сульфида кадмия при 1100 С в течение 10 ч в защитной атмосфере аргона. Естественно, это конечный итог технологически последовательно исключаемых количественных и качественных преобразований, взаимообусловленных свойствами кристалл изуемого соединения, с целью оптимального проявления необходимых свойств кристалла сульфида кадмия.Таким образом, технологическое сочетание процессов предварительной подготовки кристаллиэуемого соединения перед, выращиванием кристалла с учетом конкретного применения изделий из кристаллов способствует оптимизации проявления свойств кристалла и достижения поставленной цели.П р и м е р 2, Аналогично предыдущему примеру сульфид кадмия изэтой же партии рекристаллизуют при 500 С в течение 20 ч, Удельная поверхность порошка сульфида кадмия снижается до 7,3 м /г соответственно достигается и снижение удельного сопротивления образцов, которое изменяетсяв пределах 1-30 Ом см, и свидетельствует о достаточно большом количестве привносимых технологических примесей за счет адсорбции развитой поверхностью.П р и м е р 3. Рекристаллизацию сульфида кадмия осуществляют при 900 С в течение 20 ч, выращивают кристалл как и в предыдущих примерах. Повышение температуры способствует снижению удельной поверхности до 3,2 м/г, снижению адсорбции газов и влаги, что выравнивает распределение свойств по длине кристалла эа счет снижения содержания образующихся в расплаве технологических примесей. Удельноесопротивление образцов изменяется. в пределах 0,053 - 0,055 Ом см, а их отношение 1,04.П р и м е р 4. Рекристаллизацию осуществляют при 1000 С в течение 20 ч. Достиг нутое снижение удельной поверхности до 2,5 м /г уменьшило адсорбционную способность порошка сульфида кадмия и образование непреднамеренно вводимых примесей в кристаллизуемом расплаве, что 10 благоприятно отражается на свойствах кристалла. Отношение максимального сопротивления к минимальному равно 1,02.П р и м е р 5. Рекристаллизацию кадмия осуществляют при 1100 С в течение 10 ч, а 15 выращивание кристалла как и в предыду-. щих примерах. Достигнутое снижение удельной поверхности составляет 2,4 м/г, Использование для выращивания кристаллов такого сульфида кадмия позволяет пол учить образцы практически с одинаковым сопротивлением, так как привнос примеси за счет адсорбции минимальный и они в процессе роста кристалла равномерно распределяются по объему, что подтверждает 25 технологическое согласование подготовительной операции перекристаллизации исходного сульфида кадмия с процессом кристаллизации.П р и м е р 6, Рекристаллизацию осуще ствляют при 1150 С в течение 15 ч. Снижение удельной поверхности остается на достигнутом уровне предыдущего примера 2,4 м /г. Измерение удельного сопротивле 35 ния образцов остается на уровне предыдущего примера и свидетельствует о том, что дальнейшее повышение температуры выше 1100 С и времени выдержки более 10 ч уже не отражается на повышении свойств кристаллов Омакс/о мин = 1П р и м е р 7, Рекристаллизацию осуществляют при 850 С втечение 10 ч, что позволяет снизить удельную поверхность до 4,3 м /г,2 Достигается снижение максимального и минимального сопротивления по сравнению со способом выращивания кристаллов без предварительной обработки исходного материала и рекристаллизацией при 500 С в течение 20 ч, что свидетельствует о тенденции снижения удельной поверхности с ростом температуры и о достаточно высоком привносе технологических примесей в расплав и их неравномерном распределении по объему кристалла, так как Ъакс//э мин = 12,формула изобретения Способ получения кристаллов соединений А" Вщ, включающий рекристаллизацию исходного материала при нагреве и последующее выращивание путем направленной кристаллизации расплава в замкнутом объеме, отл и ча ю щи й ся тем, что, с целью повышения объемной однородности электрических свойств кристаллов сульфида кадмия, ре кристаллизацию исходного материала проводят при температуре 900 - 1100 С в течение 10-20 ч в атмосфере инертного газа.1624925 Продолжение таблицы Составитель В,БезбородоваТекред М,Моргентал Корректор С,Патр Редактор Л.Народна здательский Комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 изводствен Заказ 1979 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., Я/5