Procédé de production de cristaux de quartz par voie synthétique. La présente invention se rapporte à un procédé de production de cristaux de quartz par voie synthétique, à partir de semences cristallines suspendues au-dessus d'une masse nourrissante dans un milieu aqueux, notam ment dans le but d'obtenir des cristaux de quartz de grandeur suffisante pour être em ployés comme cristaux piézo-électriques.
La littérature scientifique montre les efforts de nombreux chercheurs du siècle der nier pour cultiver des cristaux de quartz à partir de masses fondues siliceuses et de solu tions aqueuses de silicates. Un des premiers chercheurs qui eut le plus de succès fut Spezia qui utilisait la variation avec la température de la solubilité du quartz clans un liquide aqueux alcalin (Ace. Sei. Torino, Atti., vol. 33, pages 289-308; vol. 40, pages 254-262; vol. 41, pages 158-l65; vol. 44, pages 95-107).
Spezia réussit à augmenter sensiblement la grandeur des cristaux obtenus à partir de semences de cristal de quartz suspendues au- dessous d'une masse nourrissante de frag- ments de quartz maintenus à une température plus élevée que les semences, les semences et la masse nourrissante étant immergées dans un liquide aqueux alcalin contenu dans un autoclave et maintenu à une température d'environ 25 à 55 sous la température criti que et, à une pression élevée. Toutefois, on a estimé que Spezia pouvait obtenir, dans les meilleures conditions, une croissance de seule- ment environ 0,1 mm de quartz par jour sui vant l'axe du cristal.
Plus récemment, de plus forts taus initiaux de croissance ont. été obtenus avec des se- menees de cristaux de quartz, en employant de la silice fondue comme masse nourrissante dans un milieu aqueux alcalin et en travaillant au-dessus de la température critique et de la pression critique de l'eau. Dans ces derniers essais, on ne cherchait. pas à maintenir une différence de température entre la semence de quartz et. la silice fondue, la croissance dépen dant du fait que la silice fondue amorphe est. beaucoup plus soluble dans les conditions d'expérience que le quartz cristallin.
L'effica cité de ce procédé est limitée par le fait. que la. solution instable sursaturée de silice ne dé pose pas seulement de la silice sur la semence de quartz, mais forme aussi un grand nombre de semences parasites, de sorte que la quan tité de masse nourrissante de silice fondue est vite épuisé, la plus grande partie de cette masse étant. perdue en formant et en faisant croître les semences parasites, et seulement une petite partie de ladite masse contribuant à faire croître le cristal désiré.
Il est ainsi impossible d'entretenir un degré élevé et. con tinu de croissance par ce procédé et, bien que la croissance puisse être rapide pendant quel ques heures, elle tombe sensiblement à zéro quand pratiquement toute la masse amorphe nourrissante est convertie en substance cristal line, habituellement en un jour environ. Grâce au procédé suivant la présente in vention, on a pu, au contraire, maintenir le taux de croissance d'un cristal à environ 2,54 mm par jour, la durée de cette croissance étant limitée seulement par la quantité de masse nourrissante contenue dans le récipient.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on enferme dans une chambre scellée au moins une semence, une masse nourrissante de quartz cristallin pratiquement exempte d'autres formes de silice et un milieu aqueux contenant des ions de sodium, le milieu aqueux étant en contact avec la semence et avec la masse nourrissante et ayant un volume capa ble de remplir au moins 60 % de l'espace libre à l'intérieur de la chambre au-dessus de la masse nourrissante à l'état liquide à la tempé rature ordinaire, en ce qu'on chauffe la chambre de faon que la température du mi lieu aqueux soit supérieure à sa température critique (ce qui fait que le milieu aqueux ne peut avoir qu'une seule phase) et que la sur face supérieure de la masse nourrissante attei gne une température d'au moins 380 C,
la température du milieu aqueux dans le voisi nage de la semence étant inférieure à la tem pérature d'inversion du quartz et inférieure à la température de la surface supérieure de la masse nourrissante et en ce qu'on maintient le chauffage jusqu'à ce que la semence ait sen siblement augmenté de volume, après quoi l'on retire de la chambre le cristal ainsi obtenu.
L'invention concerne également un dispo sitif pour la mise en #uvre de ce procédé. Ce dispositif qui comprend un autoclave de forme tubulaire est caractérisé par une fourrure expansible formée par un tube métallique, qui forme la chambre pour la solution et s'adapte étroitement à la surface intérieure de l'auto clave, la fourrure étant scellée à ses extrémités par des godets métalliques insérés dans ladite fourrure et reliés par soudure avec elle, les bords soudés de la fourrure étant renfermés dans des capuchons serrés sur elle et retenus par les capuchons de l'autoclave.
Le procédé suivant la présente invention et le dispositif convenant pour mettre en #uvre ce procédé seront mieux compris en se référant au dessin annexé, donné à titre d'exemple et dans lequel: La fig. 1 est une élévation frontale en coupe d'une fourrure d'autoclave dilatable contenant une semence de cristal, un solvant aqueux et une masse nourrissante.
La fig. 2 est une élévation frontale en coupe d'un autoclave contenant la fourrure de la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation frontale à échelle réduite, partiellement en coupe, d'un four dans lequel sont chauffés plusieurs auto- elav es tels que celui de la fig. 2.
La croissance des cristaux a lieu dans une fourrure dilatable 1, comme montré à la fig. 1, qui n'est pas elle-même capable de sup porter les pressions engendrées, mais qui sert à former une chambre étanche pour le milieu aqueux, de façon à empêcher des fuites. La fourrure 1 est formée d'un tube cylindrique 2, qui peut avantageusement être en acier à, fai ble teneur de carbone, dans les extrémités duquel sont, chassés deux godets 3, 4- qui ser vent à former une chambre 5 complètement fermée. Les godets 3, 4 sont soudés au tube cylindrique 2 sur les bords circulaires 6, 7, scellant ainsi complètement la, chambre 5.
La fourrure 1 est chargée avec la semence de quartz, la masse nourrissante et le milieu aqueux après qu'un godet. a. été introduit et soudé à une extrémité du cylindre mais avant la fixation du second godet. D'abord, le godet 3 est introduit et soudé au bord 6. Dnsttite.'le cylindre se trouvant en position verticale, le quartz nourrissant 8 est placé au fond. Puis une ou plusieurs semences 9 de cristaux de quartz sont introduites, montées de Tacon appropriée par exemple à. l'aide d'un montage en fil métallique 10, de facon à. être disposées dans une position convenable au-dessus de la masse nourrissante.
Le cristal-semence peut présenter des trous 11 dans lesquels sIenga- gent les extrémités du nionta;e en fil, ou peut être fixé par tout autre moyen approprié. La chambre 5 est, ensuite remplie jusqu'au niveau requis avec le milieu aqueux 12. Le godet supérieur 4 est alors mis en place par chas- sage et est soudé au bord 7. La fourrure chargée 1 est placée dans un autoclave 13 tel que montré en fig. 2. Cet autoclave est formé d'un fort tube cylindrique 14 avant des capuchons 15, 16 vissés à chaque bout.
L'alésage intérieur du tube cylindrique 14 a une grandeur telle qu'il s'adapte étroite ment au tube cylindrique 2 de la fourrure 1 tout en permettant d'introduire facilement cette fourrure. L'autoclave, qui peut être réutilisé plusieurs fois, est si fort que tout risque d'explosion est évité.
La pression engendrée pendant l'opération à l'intérieur de la fourrure scellée tend à sé parer le tube 2 de chacun des deux godets 3, 4 et à briser les soudures des bords 6, 7, pro voquant ainsi des fuites. Ceci est évité en pré voyant un renforcement des bords soudés au moyen des capuchons de retenue 17, 18. Ces capuchons présentent une rainure annulaire dans laquelle sont chassés les bords soudés 6, 7 de la fourrure. Chaque capuchon de retenue supporte ainsi le godet correspondant à l'en contre de la pression intérieure. Quand ils sont maintenus en place par les capuchons vissés 15, 16 de l'autoclave, les capuchons de retenue 17, 18 empêchent efficacement les fuites à l'endroit des soudures.
lie capuchon (le retenue supérieur 18 pré sente un alésage central 19 de grandeur telle que, pour une pression déterminée de sécurité plus élevée que la pression normale de travail, la partie du godet 4 faisant face à l'ouverture du capuchon de retenue se rompt et abaisse la pression. De cette manière, on obtient un dispositif de sécurité très efficace pour le cas où la pression dans l'autoclave devient anor malement grande. Le capuchon vissé supérieur 16 présente un passage central 20 et des pas sages radiaux 21 qui servent à conduire la vapeur relâchée à l'extérieur de l'autoclave.
L'autoclave et la fourrure peuvent être construits de toutes dimensions appropriées et avec les métaux convenant pour les pressions et les températures développées pendant l'opé ration. On a trouvé indiqué de donner à la chambre 5 une hauteur valant environ huit fois son diamètre, mais ces proportions peu vent varier considérablement. La fourrure peut être faite à partir d'un tuyau sans sou dure en acier à faible teneur de carbone tel que les aciers commerciaux ne contenant pas plus de 0,3 % et de préférence pas plus de 0,2 % de carbone; cependant, tout métal de résistance suffisante et ne se laissant pas atta quer par le contenu de la fourrure aux tempé ratures et aux pressions qui y règnent, peut être employé.
Quand on utilise des pressions atteignant. 1400 kglem2, on a trouvé indiqué de faire le tube 14 de l'autoclave en acier in oxydable, son diamètre extérieur valant deux fois celui de l'alésage intérieur.
Pour faire croître les cristaux; un ou plu sieurs autoclaves chargés 13 sont. placés dans un four 22 tel que celui montré à la fig. 3. Dans ce fouir, les autoclaves 13 sont. disposés verticalement sur une plaque chauffante 23 qui est. chauffée par-dessous de toute manière convenable, par exemple par des corps de chauffe électrique 24. La plaque chauffante, les corps de chauffe et les autoclaves sont en tourés d'une enceinte 25 en briques réfrac taires, ouverte en haut et limitant une cham bre 26.
Pour maintenir le gradient de température voulu entre le bas et le haut. des autoclaves, l'espace 26 séparant. les autoclaves est rempli d'une substance calorifuge réfractaire. Quand 1'espaee 26 est. complètement. rempli avec la matière calorifuge, comme dans la fig. 3, la différence minimum de température entre le haut et le bas des autoclaves est maintenue. Cette différence de température est augmen tée si le niveau de la matière calorifuge est abaissé, de sorte qu'une partie des autoclaves n'est pas couverte par la matière calorifuge.
Un couvercle 27 est prévu pour la chambre 26, par exemple un bloc d'écume de verre poreux. Une protection calorifuge supplémen taire 28 de matière appropriée, telle que de la laine de minéral, entoure l'enceinte 25 et est renfermée dans une enveloppe extérieure 29 qui peut être formée de métal laminé et présente un couvercle 30 en métal laminé qui est perforé pour permettre l'échappement des gaz si le dispositif de sécurité de l'autoclave fonctionne. Le four est de préférence muni de régulateurs automatiques qui maintiennent la plaque chauffante 23 à une température fixe.
La plaque chauffante du four est mainte nue à la température requise pendant une du rée suffisante pour permettre le degré désiré de croissance du cristal-semence aux dépens de la masse nourrissante de quartz. On laisse ensuite le four se refroidir, les autoclaves sont retirés et ouverts, et les cristaux sont enlevés des autoclaves.
Afin d'obtenir une vitesse de croissance appréciable, il faut maintenir les conditions qu'on a déjà indiqués. Comme il faut éliminer ou réduire au minimum la formation de se mences parasites pour maintenir une vitesse de croissance élevée, il faut exclure du sys tème les formes de silice qui sont sensiblement plus solubles que le quartz et qui entraîne raient par conséquent la formation d'une solu tion instable sursaturée. La masse nourrissante qui est employée doit donc être sensiblement exempte de formes de silice autres que le quartz.
En outre, le quartz utilisé comme masse nourrissante doit, en pratique, posséder un grain assez fin pour présenter une surface suffisante au solvant et permettre au quartz d'être dissous assez rapidement et de mainte nir la croissance rapide désirée du cristal- semence. On a trouvé qu'en contrôlant judi cieusement les autres conditions, une crois sance rapide peut être obtenue avec une masse nourrissante formée de particules de quartz de grandeur telle que le diamètre moyen d'une particule vaut environ 1/s à 1/4 du diamètre de la chambre 5. Quand on emploie du quarte dont le diamètre des particules diminue, le degré de dissolution augmente.
Quand on place au fond de la chambre de réaction du quartz dont les particules sont extrêmement fines, et peuvent par exemple traverser un crible dont les ouvertures sont inférieures à 0,25 mm, la différence de tem pérature entre le bas et le haut de la masse fait que le quartz forme à la surface supé rieure de la masse une glace sensiblement im perméable au milieu aqueux de transfert. Quand le glaçage a eu lieu, la surface effec tive pour la dissolution n'est plus la surface ; totale des particules, mais seulement la sur face supérieure de la masse, retardant ainsi le procédé. Cet effet peut naturellement être évité en prévoyant des moyens mécaniques pour maintenir un nombrè suffisant de ca- naux dans la masse et fournir la surface re quise.
Du quartz convenant pour servir de masse nourrissante est. formé de particules qui tra versent un crible N 4 (ouvertures de .1,75 mm), c mais ne traversent. pas tin crible N 6 (ouver tures de 3,35 mm).
La. semence 9 peut être n'importe quel cristal, entier ou fragmentaire, de quartz na turel ou synthétique. La semence doit être < simple si l'on désire produire un cristal sim ple, c'est-à-dire non formé de deux cristaux symétriques. Comme la croissance du cristal se fait pour ainsi dire entièrement dans la direction de l'axe cristallographique primaire, la croissance ne se faisant pratiquement pas dans les directions perpendiculaires à cet axe, il convient d'employer une plaque coupée de telle faon que ses faces soient perpendicu laires à l'axe cristallographique.
Il convient ; aussi de monter la semence avec l'axe cristal- lographique vertical de façon que la croissance ait lieu suivant la longueur de la chambre cylindrique 5, comme montré par les lignes interrompues 31 des fig. 1 et ?.
Une autre f semence avantageuse, qui commence immé diatement à. croître est constituée par une pla que cristalline obtenue en coupant un cristal parallèlement à une de ses grandes faces rhomboédrales. Si cette plaque est montée de F faeon que ces faces soient parallèles à. l'axe de l'autoclave, la croissance du cristal se fera dans une direction faisant Lui angle d'environ 3S avec l'axe de l'autoclave. Si on le désire, la plaque peut être montée suivant un angle tel que la croissance se fasse suivant l'axe de l'autoclave.
Les expériences faites montrent que la croissance du cristal-semence ne se produit pas quand le milieu aqueux employé pour trans- s porter la silice de la masse nourrissante à la semence ne contient pas de ions de sodium. Les composés les plus indiqués pour fournir les ions de sodium ont été trouvés être l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium et le silicate de sodium. Comme le silicate de sodium est le produit de réaction de la silice et de l'hydroxyde de sodium, il est clair que, si l'on ajoute initialement de l'hydroxyde de sodium ou du silicate de sodium, la substance dissoute sera de toute façon du silicate de sodium pendant le processus. La croissance peut être obtenue avec d'autres sels inorgani ques de sodium, particulièrement des sels d'acides faibles.
On peut aussi employer des sels de sodium d'acides organiques qui sont stables aux températures et concentrations uti lisées. On a trouvé particulièrement efficaces des mélanges d'hydroxyde de sodium et de carbonate de sodium ou de silicate de sodium et de carbonate de sodium ou encore de ces trois composés. L'addition de faibles concen trations, de l'ordre d'environ 0,001 normale à environ 0,005 normale, de sels de sodium d'acides gras à longue chaîne, tels que l'oléate de sodium, aux solutions de composés de so dium inorganiques, semble améliorer l'aspect de la surface des cristaux produits.
Pour une croissance raisonnablement ra pide, la concentration des ions de sodium dans la solution aqueuse doit être d'au moins 0,5 normale et de préférence au moins 1 normale. En général, quand la concentration augmente, la vitesse de croissance augmente un peu jus qu'à ce que les concentrations d'environ 4 ou 5 normales soient atteintes. Une augmentation ultérieure de la concentration semble ne pro duire qu'une faible augmentation de la vi tesse de croissance, mais il est. évident que de plus fortes concentrations peuvent être em ployées si on le désire.
La croissance des cristaux de quartz est effectuée avec toute la solution aqueuse se trouvant à une température supérieure à la température critique et présentant, par consé quent, une phase unique. La pression est pré férablement supérieure à la pression critique de la solution aqueuse; cette température et cette pression critiques sont essentiellement les mêmes que celles de l'eau.
La température dans la partie la moins chaude de la chambre doit donc être mainte nue au-dessus d'environ 375 C, mais la sur face de la masse nourrissante doit. atteindre au moins 380 C pour obtenir une vitesse de croissance suffisante. La vitesse de croissance du cristal semble augmenter un peu quand la température moyenne de la chambre aug mente, mais la température du milieu aqueux dans le voisinage du cristal doit être mainte nue sensiblement au-dessous de 573 C, tem pérature d'inversion pour le quartz, où l'alpha quartz est transformé en bêta-quartz. Il est. préférable que la température dans le voisi nage du cristal, ou mieux encore dans la par tie la plus chaude de la chambre, ne dépasse pas environ 550 C.
Les températures de tra vail plus pratiques sont situées au-dessous de 500 C, et de préférence au-dessous de 450 C, à la surface supérieure de la masse nourris sante ou même dans la partie la plus chaude de l'autoclave. Des résultats très satisfaisants ont été obtenus avec des conditions de travail telles que la température mesurée à l'extérieur de la partie de l'autoclave correspondant à la surface supérieure de la masse nourrissante de quartz soit comprise entre environ 395 et 415 , et soit de préférence d'environ 400 C. La température extérieure mesurée en ce point est sensiblement égale à la température inté rieure.
La densité du milieu aqueux dans lequel croît le cristal de quartz, et par suite la pres sion régnant dans l'autoclave pendant la crois sance, exercent une influence<B>'</B> considérable sur la vitesse de croissance du cristal de quartz. La densité, ou inversement le volume spéci fique, du milieu aqueux dépend du degré de remplissage de l'espace libre de la chambre de croissance avec la solution aqueuse avant le scellement de la chambre. Le volume critique, c'est-à-dire le volume minimum de liquide qui permet à une phase liquide de rester dans la chambre jusqu'à ce que la température criti que soit atteinte, est celui qui correspond à.
un remplissage d'environ 33 % de l'espace libre de la chambre à la température ordi naire.
Des vitesses de croissance appréciables peu vent être obtenues avec le présent procédé seulement si l'on remplit la chambre en dé passant considérablement le volume critique. Pour obtenir une vitesse de croissance sensible, il faut remplir l'espace libre de la chambre, sans compter l'espace occupé par lamasse nourrissante, la semence et les moyens de sup port, jusqu'à au moins 60 % avec le milieu aqueux liquide à la température ordinaire. Quand on augmente le degré de remplissage, la vitesse de croissance augmente de façon marquée. La limite supérieure pour le degré de remplissage est donnée seulement par l'ap titude de l'autoclave à résister à. la pression qui est engendrée.
Un remplissage d'environ 80 % a été trouvé très satisfaisant, mais un remplissage de 90 % donne des résultats meil leurs dans un autoclave capable de supporter la pression correspondante.
Avec un remplissage de 60 % de l'espace libre à la température ordinaire, le volume spécifique de la solution aqueuse au-dessus du point, critique est d'environ 1,67 fois le volume spécifique du liquide à la température ordinaire. Avec des remplissages de 80 et 90%, les volumes spécifiques au-dessus du point critique sont respectivement 1,25 et 1,11 fois ceux à la température ordinaire.
Il est important pour la vitesse de crois sance du cristal que la différence de tempé rature appropriée soit maintenue pendant tout le processus, entre le solvant aqueux quittant la masse nourrissante de quartz et le solvant aqueux dans le voisinage du cristal-semence de quartz. Avec une très faible différence de température, la vitesse de croissance est lente. Quand la différence de température augmente, la vitesse de croissance augmente, mais, si elle devient excessive, un certain nombre de se mences parasites apparaissent sur les parois de l'autoclave.
Pour empêcher l'apparition de ces semences parasites, il faut éviter une diffé rence excessive de température non seulement entre la masse nourrissante et le cristal- semence, mais encore entre la masse nourris- santé et n'importe quelle partie de l'autoclave. Comme indiqué, ci-dessus, la différence de température peut être réglée avec l'appareil représenté ,au dessin, en faisant varier la quantité d'isolant, placé autour des autoclaves disposés dans le four.
Dans le dispositif montré au dessin, il est recommandé de mesurer la différence de tem pérature de la surface extérieure de l'auto clave à des niveaux indiqués par les lignes in terrompues A et B (fig. 2). La mesure exté rieure au niveau A donne une indication de la température intérieure à. ce niveau; cette température intérieure est approximativement la même que la température régnant dans la partie la moins chaude de la chambre de crois sance. La mesure extérieure au niveau B donne une indication de la température inté rieure à la surface supérieure de la masse nourrissante, la petite différence entre ces températures pouvant être déduite des expé riences faites.
En général, cette différence de température mesurée extérieurement doit être comprise entre 5 et 25 C. Dans la plupart des cas, cette différence de température est, main tenue entre 10 et 20 C. La différence de tem pérature intérieure entre la surface de la masse nourrissante et la partie la moins chaude de la chambre de croissance est infé rieure à cette valeur et. peut être estimée ne pas dépasser 5 C et, dans la plupart des cas, ne pas dépasser environ ? et même 1 C.
Une vitesse de croissance appréciable peut être réalisée avec la semence suspendue près du haut de la chambre, ce qui permet de tirer parti de la différence de température totale, ou en un point situé plus bas qui peut être à peine plus haut que la finasse nourrissante; en ce dernier point, la croissance du cristal sera légèrement. plus lente en raison de la faible différence de température. On peut estimer que, pour une vitesse de croissance satisfaisante, la différence de température entre le cristal-semence et la surface de la masse nourrissante doit être d'au moins 0 5 C.
La différence de température optimum, comprise dans les limites spécifiées ei-dessus, dépend des autres conditions de travail, dont la plus importante est le grain de la masse nourrissante de quartz. Avec un gros grain, les meilleurs résultats sont obtenus avec les plus grandes différences de températures. Avec un grain fin, des différences de tempé rature plus petites donnent les meilleurs ré sultats.
En général, les cristaux les plus limpides sont produits seulement avec les faibles vi tesses de croissance. Avec les vitesses de crois sance plus rapides, les cristaux qui sont pro duits ont une surface d'apparence corrodée. Cependant, la différence est seulement en sur face et les cristaux d'apparence corrodée con viennent tout aussi bien comme cristaux piézo électriques que ceux qui sont limpides. Comme noté plus haut, quand la croissance est trop rapide, des semences parasites peuvent appa raître sous certaines conditions. Cependant, on peut tolérer quelques-unes de ces semences parasites pourvu qu'elles ne deviennent pas assez prononeées pour altérer la croissance normale des faces du cristal.
Les exemples particuliers qui suivent illus treront encore la manière de mettre en #uvre le procédé suivant l'invention.
Fxemple 1: Une fourrure cylindrique formée d'un tube sans soudure en acier à faible teneur de car bone, ayant une épaisseur de paroi de 1,59 mm, soudé de façon étanche avec des godets en acier à faible teneur de carbone ayant une épaisseur de paroi de 0,80 mm, comme montré à la fig. 1, définissant une chambre de crois sance ayant environ 2,54 cm de diamètre et 28,6 cm clé longueur, a été chargée de 50 g de masse nourrissante formée de particules de quartz capables de traverser un crible N 4, mais non un crible N 6 d'une solution aqueuse de carbonate de sodium, d'hydroxyde de so dium et d'oléate de sodium, et de six cristaux- semences de quartz.
Les concentrations des composés de sodium dans la solution étaient de 1 normale pour le carbonate de sodium, 0,1 normale pour l'hydroxyde de sodium et 0,003 normale pour l'oléate clé sodium. Il y avait assez de solution pour remplir 80 % de l'espace libre de la chambre à la température ordinaire, sans compter le volume de la masse nourrissante, des semences et des moyens de support. Les cristaux-semences avaient la forme de plaques d'environ 1,97 mm d'épais seur, coupées de faon que leurs faces fussent parallèles à une face principale rhomboédrale du cristal. Les semences étaient suspendues à un fil, leurs faces étant verticales.
Leurs een- tres étaient. distants d'environ 19 mm et la semence la plus élevée était située à environ 25 mm depuis le haut de la chambre, la se mence la plus basse étant disposée à environ 63,5 mm au-dessus de la surface de la masse nourrissante. La fourrure fut introduite dans un autoclave en acier inoxydable de grandeur appropriée, tel que celui montré à la fig. 2,, puis l'autoclave fut placé dans un four tel que celui de la fi g. 3.
La température de la plaque chauffante et la quantité d'isolant furent réglées de faon que la température extérieure de l'autoclave au niveau 3 de la fig. ? fut maintenue à q05 C et la tempéra ture extérieure de l'autoclave au niveau 13 fut maintenue à 18 C plus haut que celle du niveau 11, donc à 423 C, la température cor respondante de la surface supérieure de la masse nourrissante étant. d'environ 400 C. Ces conditions furent maintenues pendant 9 jours, puis l'autoclave fut refroidi et les cristaux enlevés.
On trouva que les trois cristaux supé rieurs qui, en raison de leur situation dans ; l'autoclave, étaient maintenus à une diffé rence de température supérieure par rapport à la masse nourrissante, avaient crû, en moyenne, d'environ 2,29 mm par jour suivant l'axe cristallographique principal. Les trois cristaux inférieurs, qui avaient été maintenus à une différence de température plus petite par rapport à la masse nourrissante, avaient crû, en moyenne, d'environ 1,78 mm par jour. Les cristaux avaient une apparence extérieure, corrodée, mais leur intérieur était parfaite ment limpide quand on observait les cristaux immergés dans un liquide de même indice de réfraction que le quartz.
Exemple 2: Un autoclave chargé fut préparé de la même manière que dans l'exemple 1, si ce n'est que la chambre de croissance avait 2,54 cm de diamètre et 20,32 cm de longueur; 30 g de masse nourrissante de quartz furent employés; la solution aqueuse contenait seule ment du carbonate de sodium de concentration 4 normale, et quatre semences de quartz étaient suspendues les unes au-dessus des autres dans la partie supérieure de l'autoclave. L'autoclave fut placé dans le four et la tem pérature extérieure au niveau A fut mainte nue à 400 C, tandis que la température exté rieure au niveau B était maintenue à environ 10 C plus haut que celle du niveau A.
Ces conditions furent maintenues pendant environ deux semaines, puis l'autoclave fut mis à re froidir et les cristaux furent enlevés. Ils avaient crû à la vitesse moyenne d'environ 0,92 mm par jour, les cristaux supérieurs croissant plus vite que les cristaux inférieurs. Les cristaux- avaient une apparence extérieure corrodée mais un intérieur limpide.