JPH01230497A - Production of artificial crystal - Google Patents
Production of artificial crystalInfo
- Publication number
- JPH01230497A JPH01230497A JP5567588A JP5567588A JPH01230497A JP H01230497 A JPH01230497 A JP H01230497A JP 5567588 A JP5567588 A JP 5567588A JP 5567588 A JP5567588 A JP 5567588A JP H01230497 A JPH01230497 A JP H01230497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystals
- pressure
- crystal
- seed crystal
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title abstract description 53
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001347 Stellite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N chromium;cobalt;iron;manganese;methane;molybdenum;nickel;silicon;tungsten Chemical compound C.[Si].[Cr].[Mn].[Fe].[Co].[Ni].[Mo].[W] AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical compound [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、時言１等に使用されている振動子用材料ある
いは、サバール板等に使用されている光学用部品として
広く用いられる人工水晶の製造方法に関するものである
。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to artificial quartz crystal which is widely used as a vibrator material used in Jigen 1 etc. or as an optical component used in Savart plates etc. The present invention relates to a manufacturing method.
水晶は現在、はとんどのものが人工合成されている。こ
の人工水晶は、無色透明であること、内部乙こ気泡や割
れのないこと、双晶のないこと、内部に歪のないこと及
びある程度以上の大きさをもつことなどが要求される。Currently, most crystals are artificially synthesized. This artificial quartz crystal is required to be colorless and transparent, to have no internal bubbles or cracks, to have no twin crystals, to have no internal distortion, and to have a certain size or more.
現在使用されている人工水晶は、振動子用として使用す
る場合、品質的に問題はないが、光学用レベルで使用す
る場合、現在の人工水晶では十分な品質レベルではない
。The currently used artificial quartz crystals have no quality problems when used for vibrators, but the quality level of the current artificial quartz crystals is not sufficient when used for optical applications.
本発明は、振動子、光学素子等として有用な水晶を人工
的に合成できる製造方法において、Ｃａ（ＮＯａ）ｚ水
溶液を溶媒として用い、所定の温度。The present invention provides a manufacturing method that can artificially synthesize crystals useful as vibrators, optical elements, etc., using a Ca(NOa)z aqueous solution as a solvent at a predetermined temperature.
圧力を与え種結晶上に結晶を育成する水熱合成法により
、光学的に使用でき且つ工業化できる人工水晶を育成す
るものである。The purpose is to grow artificial quartz crystals that can be used optically and industrially by using a hydrothermal synthesis method in which crystals are grown on seed crystals by applying pressure.
従来より水晶は、水熱合成法により人工的に合成されて
きた。水熱合成法はオートクレーブ中で水溶液を用い所
定の温度、圧力により材料を合成する方法である。人工
水晶を育成する場合、オートクレーブ下部に天然水晶等
の原料を入れ、上部に種子結晶をつるし、原料部と種子
結晶部の間に温度差をつけ結晶を育成する。この時、使
用する水溶液は、Ｎａ ＯＨあるいは、Ｎａ２ＣＯ３な
どのアルカリ水溶液である。又、育成温度としては３２
０〜４００℃である。Traditionally, crystals have been artificially synthesized by hydrothermal synthesis. Hydrothermal synthesis is a method of synthesizing materials using an aqueous solution in an autoclave at a predetermined temperature and pressure. When growing artificial quartz, raw materials such as natural quartz are placed in the lower part of the autoclave, seed crystals are suspended in the upper part, and a temperature difference is created between the raw material part and the seed crystal part to grow the crystals. The aqueous solution used at this time is an alkaline aqueous solution such as NaOH or Na2CO3. Also, the growth temperature is 32
The temperature is 0 to 400°C.
従来のアルカリ水溶液での人工水晶の結晶成長において
は、結晶が育成できるものの以下のような問題点があっ
た。In the conventional crystal growth of artificial quartz using an alkaline aqueous solution, although crystals can be grown, there are the following problems.
まず、第１に使用する溶媒がアルカリ水？ｇ ’ｔｆｌ
であるために、圧力容器に対する腐食が問題となり結晶
中に、圧力容器の金属物質が混入してしまうという問題
があった。又、溶媒としてアルカリ水溶液を用いた場合
、育成温度が３２０°Ｃ〜４００°Ｃであり、結晶中の
熱歪の発生の防止、圧力容器の腐食等を考えれば、でき
るだけ低温で育成できることが望ましい。First of all, is the first solvent used alkaline water? g'tfl
Therefore, corrosion of the pressure vessel becomes a problem, and metal substances from the pressure vessel become mixed into the crystal. In addition, when an alkaline aqueous solution is used as a solvent, the growth temperature is 320°C to 400°C, and it is desirable to be able to grow at as low a temperature as possible, considering prevention of thermal distortion in the crystal, corrosion of the pressure vessel, etc. .
従来の水熱合成法による人工水晶の育成についての材料
の光学的品質、圧力容器に対する腐食といった問題点に
ついてはアルカリの溶媒を高温で使用するといった溶媒
の選択と育成条件に起因している。Problems with the growth of artificial quartz crystals using conventional hydrothermal synthesis methods, such as the optical quality of materials and corrosion of pressure vessels, are due to the selection of solvents and growth conditions, such as the use of alkaline solvents at high temperatures.
溶媒についてはアルカリ水溶液など様々な種類があるが
、上記問題点を除去するだめの最適な溶媒として硝酸カ
ルシウム（Ｃａ （ＮＣｈ）２水溶液を見出した。Although there are various types of solvents such as alkaline aqueous solutions, we have found calcium nitrate (Ca(NCh)2 aqueous solution) as the most suitable solvent for eliminating the above problems.
水熱合成法においては、適当な温度と圧力のもとで出発
原料を適当な溶媒の水溶液に溶解させ徐冷する。又は、
温度差を利用して養分を輸送することにより、結晶を晶
出あるいは適当な基板上に育成する。溶媒に求められる
条件としては、十分原料を溶解すること、オートクレー
ブへの腐食性があまりないことなどが求められる。この
ような要求に対して、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ３Ｌ
）水溶液は理想的な溶媒である。In the hydrothermal synthesis method, starting materials are dissolved in an aqueous solution of an appropriate solvent at an appropriate temperature and pressure, and then slowly cooled. Or
Crystals are crystallized or grown on a suitable substrate by transporting nutrients using temperature differences. The conditions required for the solvent include that it sufficiently dissolves the raw materials and that it is not very corrosive to the autoclave. In response to these demands, calcium nitrate (Ca(NO3L)
) Aqueous solutions are ideal solvents.
以下、実施例に従い詳しく説明する。Hereinafter, a detailed explanation will be given according to examples.
（実施例〕
第１図に本発明の構成を模式的に表す断面図を示す。圧
力容器はステライト２５によるオートクレーブである。(Example) Fig. 1 is a sectional view schematically showing the configuration of the present invention.The pressure vessel is an autoclave made of Stellite 25.
圧力容器本体１はシールリング２を介してカバー３によ
り圧力シールがされている。The pressure vessel main body 1 is pressure-sealed by a cover 3 via a seal ring 2.
以上の構成のオートクレーブにおいて、圧力容器本体の
底部に育成用原料４を設置する。この育成用原料４は、
天然の水晶を適当な大きさに粉砕したものを使用する。In the autoclave having the above configuration, the raw material for growth 4 is installed at the bottom of the pressure vessel main body. This breeding raw material 4 is
Use natural crystals crushed to an appropriate size.
次に種結晶支持枠５を介して種結晶６が育成用原料４の
上に配置されている。Next, a seed crystal 6 is placed on the growth raw material 4 via a seed crystal support frame 5 .
種結晶６を天然あるいは人工の光学グレードの水晶の、
例えばＺ板を用いる。育成する単結晶の欠陥の原因とな
らないように特に内部のインクルージヨン、転移などの
少ない種結晶が必要である。The seed crystal 6 is a natural or artificial optical grade crystal.
For example, use a Z plate. In particular, a seed crystal with few internal inclusions and dislocations is required so as not to cause defects in the single crystal to be grown.
又、必要に応して種結晶に対しエツチングによる前処理
を行う。このように育成用原料４及び種結晶６を配置し
、その間に種結晶支持枠５を介してバッフル板７が設置
されている。このような構成の圧ツｊ容器の内部に媒体
として、硝酸カルシウム（Ｃａ （ＮＯ３）２）水溶液
を所定の温度で所定の圧力が得られるような充填率で充
填する。Further, if necessary, the seed crystal is pretreated by etching. The growth raw material 4 and the seed crystal 6 are arranged in this manner, and a baffle plate 7 is installed between them with the seed crystal support frame 5 interposed therebetween. The interior of the pressurized container having such a structure is filled with an aqueous solution of calcium nitrate (Ca(NO3)2) as a medium at a filling rate such that a predetermined pressure is obtained at a predetermined temperature.
以上の設定により、以下に記載する条件により水熱育成
を行う。With the above settings, hydrothermal growth is performed under the conditions described below.
第１実施例
種結晶６の温度・・・２５０°Ｃ
育成用原料４の温度・・・２８０°Ｃ
溶媒・・・３モルＣａ （ＮＯ３）２水溶液圧力・・
・１０００ｋｇ／ｃ艷
育成期間・・・２０日間
上記条件で育成した結果、種結晶６の上に水晶が育成さ
れた。以下にその結果、性質を示す。1st Example Temperature of seed crystal 6...250°C Temperature of growing raw material 4...280°C Solvent...3 mol Ca (NO3)2 aqueous solution pressure...
- 1000 kg/c growth period: As a result of growing under the above conditions for 20 days, crystals were grown on the seed crystal 6. The results and properties are shown below.
成長した層の厚み・・・７．５１■
成長速度・・・３７５μｍ／日
成長した層の性質・・・水晶（Ｘ線回折法により同定）
。インクルージヨン、マイクロクラック等は、以前の人
工水晶に比べ少ない。Thickness of the grown layer: 7.51 ■ Growth rate: 375 μm/day Properties of the grown layer: Quartz (identified by X-ray diffraction method)
. There are fewer inclusions and microcracks compared to previous artificial crystals.
第２実施例
種結晶６の温度・・・３００℃
育成用原料４の温度・・・３３０℃
溶媒・・・３モル（：、ａ （ＮＯ３）ｚ水溶液圧力
・・・１０００ｋｇ／ｃｄ
育成期間・・・２０日間
この結果、種結晶６の上に水晶が育成された。Second Example Temperature of seed crystal 6: 300°C Temperature of growing raw material 4: 330°C Solvent: 3 mol (:, a (NO3)z Aqueous solution pressure: 1000 kg/cd Growth period: ...As a result of this for 20 days, crystals were grown on the seed crystal 6.
その結果、性質は以下の通りである。As a result, the properties are as follows.
成長した層の厚み・・・９．６１１
成長速度・・ ４８０ μｍ７日
成長した層の性質・・・水晶（ＸｖＡ回折法により同定
）。インクルージヨン、マイクロクラック等は以前の人
工水晶に比べて少ない。Thickness of grown layer: 9.611 Growth rate: 480 μm Properties of layer grown for 7 days: Quartz (identified by XvA diffraction method). There are fewer inclusions and microcracks compared to previous artificial crystals.
以上記述したように本発明によれば、従来のアルカリ水
溶液を使用した人工水晶の育成方法と比較して°Ｃ以下
の低い温度で育成が可能であるため、工業化がより容易
になると同時に、熱歪等の影響により発生ずる結晶内部
の欠陥の軽減される効果をもつ。又、圧力容器の腐食が
少なくなり、腐食により生しる不純物の結晶内部への混
入も少なくなる。いずれにしても、本発明によれば、光
学グレートの人工水晶を現在使用されている人工水晶用
オートクレーブを用いて育成することができ、その効果
は極めて大きい。又、光学素子１部品など全般にわたっ
ての特性向上に有効である。As described above, according to the present invention, it is possible to grow artificial quartz crystals at a lower temperature of °C or less compared to the conventional method of growing artificial quartz crystals using an alkaline aqueous solution. It has the effect of reducing defects inside the crystal that occur due to the effects of strain, etc. In addition, corrosion of the pressure vessel is reduced, and impurities generated by corrosion are less likely to be mixed into the crystal. In any case, according to the present invention, optical grade artificial quartz crystal can be grown using the currently used autoclave for artificial quartz crystals, and the effect is extremely large. Moreover, it is effective in improving the characteristics of a single optical element component in general.
第１図は圧力容器の構成を示す断面図である。 ■・・ 圧力容器本体 ２・・・シールリング ３・・・カバー ４・・・育成用原料 ５・・・種結晶支持枠 ６・・・種結晶 ７・・・ハソフル板 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a pressure vessel. ■・・・Pressure vessel body 2...Seal ring 3...Cover 4... Raw materials for growth 5... Seed crystal support frame 6... Seed crystal 7...Hasoful board that's all Applicant: Seiko Electronics Industries Co., Ltd.
Claims (1)
定の温度、圧力を与える水熱合成法によって人工水晶を
育成したことを特徴とする人工水晶の製造方法。A method for producing artificial quartz, characterized in that the artificial quartz is grown by a hydrothermal synthesis method in which a predetermined temperature and pressure are applied in a calcium nitrate (Ca(NO_3)_2) aqueous solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5567588A JPH01230497A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Production of artificial crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5567588A JPH01230497A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Production of artificial crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230497A true JPH01230497A (en) | 1989-09-13 |
Family
ID=13005457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5567588A Pending JPH01230497A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Production of artificial crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01230497A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069838A (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Kyocera Kinseki Corp | Method of manufacturing artificial quartz crystal |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP5567588A patent/JPH01230497A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006069838A (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Kyocera Kinseki Corp | Method of manufacturing artificial quartz crystal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5066356A (en) | Hydrothermal process for growing optical-quality single crystals | |
| US4685995A (en) | Process for manufacturing calcium carbonate single crystal | |
| US4961823A (en) | Method of manufacturing calcium carbonate single crystal | |
| US4762588A (en) | Method of manufacturing calcium carbonate single crystal | |
| US4956047A (en) | Process of making high quality single quartz crystal using silica glass nutrient | |
| JPH01230497A (en) | Production of artificial crystal | |
| JP2612456B2 (en) | Method for producing calcium carbonate single crystal | |
| TW573080B (en) | Process for producing compound semiconductor single crystal | |
| JPH0340987A (en) | Growing method for single crystal | |
| US4654111A (en) | Hydrothermal growth of potassium titanyl phosphate | |
| JP2686462B2 (en) | Artificial crystal manufacturing method | |
| JPH01230492A (en) | Apparatus for producing single crystal | |
| JPH02307884A (en) | Production of aquamarine single crystal | |
| JPS63265893A (en) | Production of artificial quartz crystal | |
| JPH02307883A (en) | Production of aquamarine single crystal | |
| JPH029792A (en) | Production of brown rock crystal | |
| JPH0416586A (en) | Production of brown rock crystal | |
| JPS63230593A (en) | Production of calcium carbonate single crystal | |
| JPH02307887A (en) | Method for synthesizing analcite single crystal | |
| JPH02307885A (en) | Single crystal producing device | |
| JPH06316493A (en) | Production of calcium carbonate single crystal | |
| JPS606918B2 (en) | Method for producing Group 3-5 compound single crystal | |
| JPH02307882A (en) | Production of blue crystal | |
| JPS5663899A (en) | Growing method of artificial rock crystal | |
| JPH0416585A (en) | Production of yellowish green rock crystal |