SU584446A1

SU584446A1 - Способ получени монокристаллов двуокиси ванади

Info

Publication number: SU584446A1
Application number: SU762336595A
Authority: SU
Inventors: В.А. Переляев; В.И. Миллер; Г.П. Швейкин
Original assignee: Институт химии Уральского научного центра АН СССР
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1982-06-23

Description

1

Изобретение относитс к технологии получени монокристаллов окислов переходных металлов, а именно двуокиси ванади , которые наход т применение в электронике в качестве полупроводниковых переключателей , матриц дл записи голограмм, терморезисторов , оптических запоминающих устройств.

Известен способ получени кристаллов двуокиси ванади в гидротермальных уелоВИЯХ в растворе гидроокиси натри и уксусной кислоты при температуре 400°С, давлении 1330 атм {.

Однако по известному способу получают кристаллы размером лишь 0,6 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению вл етс способ получени монокристаллов двуокиси ванади из расплава п тиокиси ванади в потоке неокисл ющего газа, например азота, подаваемого в верхнюю часть тигл .

Температуру в печи поднимают со скоростью 1 град/ч до 1350°С, после чего систему охлаждают 2.

Система подвода неокисл ющего газа обеспечивает диссоциацию и тиокиси ванади по всему объему расплава, что вызывает по вление большого числа зародышей двуокиси ванади . Этому также способствует высока температура процесса. Монокристаллы получают сравнительно мелкие 5-10 мм, процесс продолжаетс длительное врем .

Цель изобретени - увеличение размеров монокристаллов двуокиси ванади .

Поставленна цель достигаетс тем, что термическое разложение п тиокиси ванади , включающее выдержку расплава п тиокиси ванади в неокисл ющей газовой среде провод т первоначально при нагреве до 800-900°С и при подаче струи газа к локальному участку поверхности расплава, а затем путем создани вакуума 10-3 мм рт. ст. и выдержки при 1000- 1050°С.

Claims

Процесс получени монокристаллов двуокиси ванади осуществл ют следующим образом: п тиокись ванади помещают в кварцевый тигель, а затем в кварцевую ампулу , нагревают в печи до 800-900°С и выдерживают при этой температуре 45-50 ч в потоке неокислительного газа, например гели . Неокислительный газ подают направленным потоком непосредстзеиное к расплаву п тиокиси ванади через капилл р . Это способствует преимущественной диссоциации п тиокиси ванади в ограниченном участке расплава, где по вл етс незначительное число зародышей повой фазы - двуокиси ванади . Сравнительно невысока температура процесса (800- 900°С) также снижает количество зародышей по всей массе расплава. В дальнейшем, по мере диссоциации, обеспечиваетс преимуш;ественный рост незначительного числа по вившихс зародышей, причем растущие кристаллы ориентируютс вдоль тигл в месте подачи неокислительного газа. Затем с целью полного разложени п тиокиси ванади повышают температуру до 1000- 1050°С, прекращают подачу неокислительного газа, а в системе создают вакуум мм рт. ст. и процесс нродолнсают еще 22-24 ч. На этой стадии скорость диссоциации п тиокиси ванади значительно увеличиваетс , но в основном продолжаетс рост уже по вившихс кристаллов двуокиси ванади . Разр жение мм рт. ст. вл етс оптимальным, так как при более высоком давлении монокристаллы двуокиси ванади оказываютс загр зненными п тиокисью ванади , а при более глубоком вакууме образуютс так называемые окисные фазы Мангели. Предлагаемым способом получают совершенные призматические монокристаллы двуокиси ванади , в основном, размером 10-20 мм (70-80%) и 20-30% размером 5-10 мм. Пример. 25 г и тиокиси ванади (высушенной при 300°С) марки ОСЧ МРТУ-609-2031-64 загружают в кварцевый тигель, а затем в кварцевую ампулу и нагревательную нечь. Через канилл р с помощью регулирующей системы в тигель подают гелий со скоростью 0, л/мин и нагревают при 900°С в течение 46 ч. Затем температуру поднимают до 1000°С, прекращают поток гели , в системе создают вакуум Ю- мм рт. ст. и выдерживают еще 23 ч, после чего систему охлаждают до комнатной температуры. Получают кристаллы двуокиси ванади размером 10-20 мм (70%) и 5-10 мм (25%). Согласно рентгеноструктурному анализу полученные монокристаллы принадлежат к моноклинной сингонии с параметрами; ,71, Ь 4,52, ,353, р 122,41 А. Содержание примесей; Си-10- ; Cd - .Ni-lO- ; Со 10-4; PbxlO-S; Si«5-10-3. Магнитна восприимчивость К 10 (см /моль) при 57°С составл ет 66,48; при 87°С 631,56. Таким образом, предлагаемый способ получени монокристаллов двуокиси ванади обеспечивает получение более крупных монокристаллов (10-20 мм) с минимальным содержанием примесей, обладающих улучшенными магнитными характеристиками. Длительность процесса также значительно сокращена. Так в известном способе процесс длитс , не включа стадии охлаждени , 112 ч, в предлагаемом же способе 75- 80 ч. Кроме того, предлагаемый способ позвол ет получать монокристаллы двуокиси ванади в кварцевом тигле вместо платинового , что значительно дешевле, а также исключаетс возможность загр знени монокристаллов двуокиси ванади материалом тигл , так как кварц при этих температурах практически не реагирует с расилавом и тиокиси ванади . Загр знение расплава кремнием при 1100°С 0,005%, тогда как при 800°С в расплав переходит 0,02% платины. Формула изобретени Способ получени монокристаллов двуокиси ванади путем термического разложени п тиокиси ванади , включающий выдержку расплава п тиокиси ванади в неокисл ющей газовой среде, отличающийс тем, что, с целью увеличени размеров монокристаллов, первоначально и тиокись ванади нагревают до 800-900°С и подают струю газа к локальному участку поверхности расплава, затем создают вакузм мм рт. ст. и выдерживают расплав при 1000-1050°С. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.I. Phys. Chem Solids 30, 225, 1969.
2.Sollid State Phys 12, 149, 1969.