RU2540555C2 - Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата - Google Patents
Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540555C2 RU2540555C2 RU2013117617/05A RU2013117617A RU2540555C2 RU 2540555 C2 RU2540555 C2 RU 2540555C2 RU 2013117617/05 A RU2013117617/05 A RU 2013117617/05A RU 2013117617 A RU2013117617 A RU 2013117617A RU 2540555 C2 RU2540555 C2 RU 2540555C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moo
- potassium
- day
- molybdate
- crystals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к выращиванию кристаллов калий-бариевого молибдата K2Ва(МоО4)2 из раствора-расплава K2Ва(МоО4)2 для исследования физических свойств и практического использования. В качестве растворителя используют молибдат калия K2MoO4,, при мольном соотношении калий-бариевого молибдата и молибдата калия K2MoO4, равном 1:2, соответственно, кристаллизацию ведут на затравку, вытягиваемую со скоростью от 1 до 2 мм/сутки и вращающуюся со скоростью 30-40 об/мин, ориентированную по направлению [001], охлаждение расплава ведут со скоростью от 0,2 до 3 град/сутки, а охлаждение кристаллов со скоростью 20 град/сутки. Предлагаемый способ позволяет получить оптически однородные кристаллы K2Ва(МоО4)2, без включений, блоков и трещин, крупных размеров (25×15 мм). 1 пр.
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к выращиванию монокристаллов и касается получения крупных оптически однородных кристаллов калий-бариевого молибдата K2Ва(MoO4)2.
В работе (А.С. Трунин, Г.Е. Штерн, В.Н. Сережкин «Система K, Ва || F, MoO4», Ж. неорган. химии. 20 (1975) 2209-2213) исследована фазовая диаграмма системы K2МоО4 - BaMoO4, в которой образуется единственное соединение - K2Ва(MoO4)2. Установлено, что K2Ва(MoO4)2 относится к структурному типу пальмерита (тригональная сингония, пр. гр. R
), плавится инконгруэнтно (с разложением) при 1067°С, в связи с чем не могут быть получены в виде объемных кристаллов обычным методом Чохральского из стехиометрического расплава. Таким образом, выращивание однородных кристаллов возможно только из систем, содержащих растворитель, т.е. из высокотемпературного раствора-расплава.
В работе (И.А. Гудкова, З.А. Солодовникова, С.Ф. Солодовников и др. «Фазообразование в системах Li2MoO4-K2MoO4-MMoO4 (М = Са, Pb, Ва) и кристаллическая структура α-KLiMoO4», Ж. неорган. химии. 2011. Т. 56, №9. С. 1517-1526) сообщается о кристаллизации из раствора-расплава кристаллов K2Ва(MoO4)2 в виде гексагональных пластинок, размеры которых не превышают несколько миллиметров, которая является наиболее близким аналогом. В качестве растворителя использовался димолибдат калия K2Mo2O7. Однако информацию о соотношении компонентов раствора-расплава и параметрах процесса кристаллизации авторы не указывают.
Задачей изобретения является выращивание кристаллов калий-бариевого молибдата размером более 1 см3 при сохранении их оптического качества.
Поставленная задача достигается тем, что в способе выращивания кристаллов калий-бариевого молибдата из раствора-расплава, K2Ва(MoO4)2, в качестве растворителя используют молибдат калия K2MoO4, при мольном соотношении калий-бариевого молибдата и молибдата калия K2MoO4, равном 1:2, соответственно, кристаллизацию ведут на затравку вытягиваемую со скоростью от 1 до 2 мм/сутки и вращающуюся со скоростью 30-40 об./мин, ориентированную по направлению [001], охлаждение расплава ведут со скоростью от 0,2 до 3 град/сутки, а охлаждение кристаллов со скоростью 20 град/сутки.
Отличительными признаками предлагаемого способа является:
- в качестве растворителя используют молибдат калия K2MoO4,
- соотношение калий-бариевого молибдата и молибдата калия 1:2,
- ориентировка затравки по направлению [001],
- параметры роста и охлаждения кристаллов (υвыт=1 до 2 мм/сутки., ωвращ=30-40 об/мин, υохл. расплава =0,2 до 3 град/сутки, υохл. кристалла=20 град/час).
Использование таких заданных параметров выращивания позволяет получить крупные оптически однородные монокристаллы калий-бариевого молибдата K2Ва(MoO4)2.
Мольное соотношение компонентов K2Ва(MoO4)2 и K2MoO4, равное 1:2 (33:66 мол. %). Выбор данного мольного соотношения компонентов системы обусловлен наилучшим условием роста кристалла (вязкость раствора-расплава).
Выбор молибдата калия обусловлен тем, что при использовании этого растворителя получаются более однородные, без включений, кристаллы, (лучшего качества).
Ориентация затравки по направлению [001] обеспечивает при данных условиях образование наиболее симметричных и однородных кристаллов по сравнению с другими кристаллографическими ориентациями.
Оптимальные условия роста кристаллов: скорость вытягивания затравки от 1 до 2 мм/сутки обусловлены тем, что вытягивание затравки при выращивании кристалла со скоростью, большей чем 2 мм/сутки, не соответствует скорости устойчивого однородного роста кристалла в данных условиях. Снижение скорости вытягивания меньше 1 мм/сутки нецелесообразно, так как это приводит к увеличению времени процесса. Вращение затравки с заданной скоростью (30-40 об/мин) способствует равномерному росту, что позволяет избежать появления дефектов в кристалле, которые влияют на его оптические свойства.
Охлаждение раствора-расплава массой 180 г со скоростью от 0,2 до 3 град/сутки, обусловлено тем, что уменьшение скорости охлаждения ниже 0,2 град/сутки в начале процесса приводит к уменьшению массовой скорости кристаллизации, уменьшению размеров выращиваемого кристалла и увеличению времени процесса. Увеличение скорости охлаждения выше 3 град/сутки в конце приводит к образованию концентрационного переохлаждения и, как следствие, захвату растворителя, образованию блоков и других дефектов. Выращенные кристаллы отделяют от раствора-расплава и медленно охлаждают до комнатной температуры, что позволяет снять термическое напряжение в кристалле и предотвращает их растрескивание. Скорость охлаждения зависит от размера кристалла.
Управление процессом роста кристалла на всем его протяжении осуществляют автоматически (весовой регулятор поперечного сечения).
Пример.
В платиновый тигель диаметром 70 мм и высотой 85 мм помещают смесь соединений K2Ba(MoO4)2 и K2MoO4, синтезированных известным способом путем (твердофазный синтез) из K2CO3, BaCO3, MoO3, при этом K2Ba(MoO4)2 - 96.37 г и K2MoO4 - 85.73 г, или в соотношении 1:2, что соответствует концентрации раствора-расплава 33 мол.%. Смесь расплавляют при 1005°C на воздухе в резистивной печи установки для выращивания кристаллов. Для гомогенизации раствор-расплав перемешивают платиновой мешалкой, затем температуру понижают до точки равновесия кристалла с раствором-расплавом для данной концентрации K2Ba(MoO4)2 (990°C) и к поверхности расплава подводят вращающуюся (30-40 об/мин) затравку, ориентированную по направлению [001].
После установления температуры, при которой наблюдается начало заметного роста затравки, осуществляют вытягивание затравки со скоростью 1-2 мм/сутки, одновременно понижают температуру раствора-расплава с начальной скоростью 0,2 град/сутки в соответствии с заданной программой весового регулятора поперечного сечения кристалла.
В процессе выращивания при увеличении массы кристалла скорость вытягивания плавно уменьшают до 1 мм/сутки, а скорость охлаждения увеличивают до 3 град./сутки в соответствии с графиком растворимости кристаллов K2Ba(MoO4)2 в расплаве K2MoO4.
За 18 суток выращивают монокристалл калий-бариевого молибдата весом 10 г размерами: длиной (конус + цилиндр) до 25 мм и диаметром до 15 мм оптического качества. По окончании процесса выращивания монокристалл отделяют от раствора-расплава и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 20 град/час.
Оптическое качество выращенных кристаллов определяют под микроскопом визуально. В кристалле отсутствуют включения другой фазы, не выявлены блоки и другие дефекты.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить оптически однородные кристаллы калий-бариевого молибдата, K2Ba(MoO4)2, не содержащих включений, блоков и трещин, размерами 25×15 мм, достаточными для исследования физических свойств и практического использования.
Claims (1)
- Способ выращивания кристаллов калий-бариевого молибдата из раствора-расплава, К2Ва(MoO4)2, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют молибдат калия K2MoO4,, при мольном соотношении калий-бариевого молибдата и молибдата калия K2MoO4, равном 1:2, соответственно, кристаллизацию ведут на затравку, вытягиваемую со скоростью от 1 до 2 мм/сутки и вращающуюся со скоростью 30-40 об/мин, ориентированную по направлению [001], охлаждение расплава ведут со скоростью от 0,2 до 3 град/сутки, а охлаждение кристаллов со скоростью 20 град/сутки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117617/05A RU2540555C2 (ru) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013117617/05A RU2540555C2 (ru) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013117617A RU2013117617A (ru) | 2014-10-27 |
RU2540555C2 true RU2540555C2 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53287244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013117617/05A RU2540555C2 (ru) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2540555C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111485279A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-04 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 水溶液法低温制备钼酸锂晶体的方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102191551A (zh) * | 2010-03-10 | 2011-09-21 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 掺钕钼酸钾钡钆激光晶体及其制备方法和用途 |
-
2013
- 2013-04-16 RU RU2013117617/05A patent/RU2540555C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102191551A (zh) * | 2010-03-10 | 2011-09-21 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 掺钕钼酸钾钡钆激光晶体及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГУДКОВА И.А. и др., Фазообразование в системах Li 2 MoO 4 -K 2 MoO 4 -M MoO 4 (M=Ca, Pb, Ba) и кристаллическая структура α;- KLiMoO 4 , Журнал неорганической химии, 2011, т.56, N9, стр.1517-1526. * |
ТРУНИН А.С. и др., Система К, Ває F, MoO 4 , Журнал неорганической химии, 1975, т.20, N8, стр.2209-2213 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111485279A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-04 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 水溶液法低温制备钼酸锂晶体的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013117617A (ru) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101451995B1 (ko) | 액상 성장법에 의한 ZnO 단결정의 제조방법 | |
Pritula et al. | Fundamentals of crystal growth from solutions | |
RU2540555C2 (ru) | Способ выращивания монокристаллов калий-бариевого молибдата | |
JPH08253393A (ja) | Ktp固溶体単結晶及びその製造方法 | |
RU2556114C2 (ru) | Способ выращивания монокристаллов натрий-висмутового молибдата | |
Yue et al. | Flux growth of BaAlBO3F2 crystals | |
RU2519428C2 (ru) | Способ выращивания монокристаллов литий-висмутового молибдата | |
RU2487968C2 (ru) | Способ выращивания монокристаллов литий-магниевого молибдата | |
Shen et al. | Influence of the pulling rate on the properties of ZnGeP2 crystal grown by vertical Bridgman method | |
CN112239890B (zh) | 化合物单晶及其制备方法 | |
RU2542313C2 (ru) | Способ выращивания монокристаллов рубидий-висмутового молибдата | |
Chen et al. | Growth of lead molybdate crystals by vertical Bridgman method | |
RU2471896C1 (ru) | Способ выращивания объемных монокристаллов александрита | |
Taishi et al. | Growth of potassium tantalate (KTaO3) crystals by directional solidification | |
RU2705341C1 (ru) | Способ выращивания кристалла метабората бария β-BaB2O4 (BBO) | |
Subashini et al. | Introduction to Crystal Growth Techniques | |
RU2315134C1 (ru) | Способ выращивания объемных монокристаллов хризоберилла и его разновидностей | |
RU2262556C1 (ru) | Способ выращивания крупных совершенных кристаллов трибората лития | |
RU2528995C1 (ru) | Способ получения крупногабаритных монокристаллов антимонида галлия | |
JP2004203721A (ja) | 単結晶成長装置および成長方法 | |
RU2732513C1 (ru) | Способ выращивания кристалла из испаряющегося раствор-расплава | |
Berkowski et al. | Growth and structure of SrAl0. 5Ta0. 5O3: LaAlO3: CaAl0. 5Ta0. 5O3 solid solutions single crystals | |
RU2261295C1 (ru) | Способ выращивания монокристаллов германия | |
UA116020U (uk) | СПОСІБ ОТРИМАННЯ МОНОКРИСТАЛІВ Тl<sub>3</sub>РbВr<sub>5</sub> | |
CN116288712A (zh) | 一种对称型低温相偏硼酸钡(β-BBO)晶体、制备方法及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180417 |