khimie.ru

Если кристаллизацию металлического расплава производить в длинных капиллярах, то можно достигнуть того, чтобы при очень незначительном переохлаждении кристаллизация начиналась только в одной точке. Таким способом можно получить один кристалл (монокристалл), заполняющий всю трубку длиной 20 см и больше. Огранка такого кристалла, как и обычных кристаллитов, имеет случайный характер. Однако в то время как в кристаллитах грани по отшению к плоскостям их кристаллической решетки ориентированы совершенно случайно, у монокристалла все, плоскости решетки расположены в одном направлении. Монокристалл, как об этом говорит его название, представляет собой единственный кристалл, хотя он имеет случайные (т. е. необусловливаемые ого кристаллическим строением или, иначе, плоскостями его кристаллической решетки) внешние грани.

Еще один метод получения монокристалла был указан Чохральским. Он заключается в том, что кристаллическое зерно вытягивают из расплава с такой скоростью, с которой происходит кристаллизация.

Монокристаллы значительных размеров (весом до нескольких килограммов) можно получать методом, описанным впервые Тамманом и заключающимся в том, что охлаждение расплава производят медленно, исходя из одной точки. Для этого расплав помещают в стеклянную или фарфоровую трубку, нижняя часть которой вытянута в виде иглы, и медленно вытягивают его вниз из электрической печи.

Щелочные металлы − калий, рубидий и цезий − уже при обычной температуре настолько близки к своим температурам плавления, что они всегда образуют монокристаллы. Поэтому они в противоположность конгломератам кристаллитов не обнаруживают при обычной температуре рентгеновской интерференции _при исследовании методом Дебая.

Монокристаллы по сравнению с зернистым конгломератом кристаллитов того же вещества отличаются гораздо большей прочностью на излом. Так как в них нет примесей, внедренных между кристаллитами, то их можно получать в чрезвычайно чистом виде.

Однако монокристаллы сравнительно непрочны. Сопротивление на разрыв проволок, состоящих из монокристалла, обычно много ниже, чем проволок; полученных протягиванием. Это объясняется тем, что у монокристаллов плоскости скольжения расположены вдоль их кристаллографических плоскостей спайности. Поэтому проволоки, состоящие из монокристаллов, чрезвычайно тягучи. При вытягивании они утончаются неравномерно и делаются плоскими. Получающиеся при их разрыве отдельные кучки не имеют зернистого или волокнистого строения, как у обычных проволок, но гладки и блестящи; если приготовить несколько кусков такой проволоки, то у всех кусков конечные плоскости будут параллельны между собой. Проволоки, приготовленные из монокристаллов, не обнаруживают при кручении явления, известного под названием упругого последействия, заключающегося в том, что по прекращении действия скручивающей силы возвращение в состояние покоя происходит не сразу.