Большое распространение имеют два способа проведения электролиза: гальваностатический и потенциостатический. Ранее было показано, что использование их для получения крупных бездефектных монокристаллов нецелесообразно и ошибочно. Выращивание кристалла при постоянном токе электролиза не обеспечивает достаточно большой скорости роста вследствие постоянного снижения плотности тока по мере увеличения его размеров. Это увеличивает время синтеза кристалла заданного размера. Кроме того, на ранних стадиях выращивания в кристалле могут развиться дефекты изза высокой плотности тока.
Потенциостатический же метод ведет к возникновению дефектов изза потери кристаллом морфологической устойчивости по мере увеличения его размеров. При этом было показано, что для получения совершенных, правильно огранённых монокристаллов величину приложенного перенапряжения по мере роста кристалла нужно уменьшать, т.е. снижать скорость его роста.
Нами предложен способ позволяющий избежать этих трудностей. Он позволит в несколько раз сократить время роста кристалла тетрагональной [2] и гексагональной структур до нужного размера и, кроме того, получить совершенные кристаллы требуемого габитуса.
Из наших предыдущих исследований оксидных вольфрамовых бронз было установлено, что эти кристаллы обладают сильной анизотропией скоростей роста. Это позволяет при малых перенапряжениях или плотностях тока быстро доращивать кристалл до необходимого размера после чего, повышая плотность тока получить кристалл требуемого габитуса. При этом плотность тока можно повышать (по отношению к первоначальному значению) на 23 порядка.
Получены данные по эффективности предлагаемого способа. Для сравнения был выбран способ выращивания монокристаллов бронз, требующий для поддержания их бездефектного роста постоянного снижения плотности тока. Показано, что время получения кристалла необходимого габитуса сокращается не менее чем в 2 раза.
Другой способ управления ростом кристаллов вольфрамовых бронз основан на обратимости их формы. В этом случае при высоких значениях электрохимических параметров выращивают кристалл нужного размера и далее, понизив их значения, получают кристалл требуемого габитуса.
Естественно требуется проведение предварительных экспериментов, для выяснения последовательных стадий изменения формы кристаллов и их огранки в зависимости от электрохимических параметров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Вакарин С.В. Ориентированный рост вольфрамовых бронз при электролизе расплавов. Екатеринбург. 2005. 109 с.
- А.С. № 1675408 СССР МКИ С 30 В 9/14,29/22. Электрохимический способ получения кристаллов оксидных бронз // К.А. Калиев, С.В. Вакарин, А.Н. Барабошкин ( СССР ). № 4367428/26; Опубл. 07.09.91, Бюл. N33.