تبلیغات
انجمن علمی-مهندسی مواد و متالورژی صنعتی - روشهای مختلف رشد تک کریستال
انجمن علمی-مهندسی مواد و متالورژی صنعتی
روشهای مختلف رشد تک کریستال
اصول انجمادی رشد تک کریستال
عوامل موثر در رشد تک کریستال
کاربرد تک کریستال ها
تک کریستال در حالت کلی به حالتی اطلاق می شود که ساختار ماده فقط از یک دانه تشکیل شده باشد، یعنی در اچ ماکروسکوپی آن مرز دانه وجود ندارد.
روشهای رشد تک کریستال
روش چکرالسکی
نگهدارنده هسته ومکانیزم کشیدن باید جهت گیری صحیح هسته را حفظ کنند.
درحین کشیدن چرخش را داریم که به منظور توزیع حرارت مناسب تر و رشد متقارن صورت می گیرد.
گرادیان حرارتی درمذاب به وسیله شکل بوته مقدارمذاب موجود، نوع کوره منبع حرارتی، محیط سرمایش ونگهدارنده هسته اندازه گیری می شود.
روش بریجمن-استوک برگر
بوته درون یک کوره که برای ایجاد یک گرادیان حرارتی خطی طراحی شده است قرار می گیرد و سپس کم کم سرد می شود.
طراحی بوته به نحوی است که اگرچند جوانه اولیه داشتیم تنها یک جوانه کریستالی با کنار زدن بقیه جوانه ها بتواند باقی بماند.
دراین روش باید گرادیان حرارتی بزرگ را به منظورتسهیل جوانه زنی اولیه داشته باشیم در غیر این صورت کریستال خیلی کوچک یا پلی کریستال نامرغوب را داریم.
روش ذوب منطقه ای
در اینجا با ایجاد یک ناحیه مذاب یک گرادیان حرارتی درفصل مشترک جامد/مایع به وجود می آوریم.
یکی از مزایای عمده در این روش کنترل همزمان ناخالصی است.
توزیع ماده ی حل شده در روش ذوب منطقه ای
روش ناحیه شناور
دراین روش از بوته استفاده نمی شود و در نتیجه برای رشد مواد فعال مناسب است.
مذاب به وسیله تنش های سطحی حفظ شده است.
اصلی ترین مزیت رشد کریستال به وسیله این روش قابلیت کاربرد برای با نقطه ذوب بالاست.
روش انجمادگرادیانی
روشی مشابه روش بریجمن افقی است.
به وسیله انجماد گرادیانی یک شمش مذاب تولید تک کریستال می کند.
دراین روش دمای کاری بسیار بالاتر از سایر روشهای رشد تک کریستال است.
اصول انجمادی تک کریستال
اصول انجمادی رشد تک کریستال
در جهت مشخص به کمک هسته اولیه (Seed)
انجماد لایه لایه اتمی
برای بدست آوردن یك تك كریستال با كیفیت بالا لازم است كه تا حد امكان به صورت منطقه ای، رشد فصل مشترک به صورت صاف باشد، و از رشد سلولی و دندریتی جلوگیری شود. كه این امر با ایجاد گرادیان حرارتی بالا در مذاب و سرعت رشد پایین امكان پذیر است. با این وجود تك كریستال هایی وجود دارند كه به صورت سلولی و دندریتی نیز رشد داده می شوند.
پایداری سطح
عوامل موثر در رشد تک کریستال ها
اثرگرادیان حرارتی
گرادیان حرارتی بالا باعث ایجاد تنش های حرارتی و دوقلویی در کریستال می گردد.
گرادیان حرارتی بالا باعث تشکیل نابجایی می گردد و در نتیجه پلی کریستاله شدن را شاهد خواهیم بود.
گرادیان حرارتی بالا باعث ایجاد توزیع دوار در بوته شده و نهایتا یک جریان ناآرام ایجاد می کند

حذف عیوب بوجود آمده در اثر گرادیان حرارتی بالا
برای حذف نابجایی ها و دوقلویی شدن از منابع گرمایی (Heater) در اطراف تک کریستال رشد داده شده استفاده می شود
برای جلوگیری از نوسانات دمایی در اثر جریان همرفتی مذاب از میدان مغناطیسی پایدار استفاده می شود
اثرترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی باید به گونه ای باشد که ناحیه خمیری (دوفازی) کوچک باشد.
درسیستمMo-Hfبا افزایشHf سرعت رشد لازم برای حصول تک کریستال کاهش می یابد.
در سیستم Mo-Nbدر مقادیر بالای11%از Nbدرسرعت های رشد بالا نیز به تک کریستال می رسیم.
اثرترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی باید به گونه ای باشد که ناحیه خمیری (دوفازی) کوچک باشد.
درسیستمMo-Hfبا افزایشHf سرعت رشد لازم برای حصول تک کریستال کاهش می یابد.
در سیستم Mo-Nbدر مقادیر بالای11%از Nbدرسرعت های رشد بالا نیز به تک کریستال می رسیم.
اثر هسته اولیه (Seed)
از هسته اولیه برای شروع انجماد تک کریستال استفاده می شود که برای انتخاب هسته پارامترهای زیر را باید در نظر داشت:
نزدیکی پارامتر شبکه هسته اولیه و جوانه درحال تشکیل برای حذف کرنش های احتمالی در حین رشد
جنس هسته
جهت کریستالوگرافی مناسب برای رشد
اثر هسته اولیه (Seed)
برای رشد تک کریستال PZNT از هسته های اولیه STO، PMNT و PZNT استفاده می شود ولی در استفاده از STO به دلیل جوانه زنی دانه های ریز جوانه های اولیه روی هسته اولیه رشد تک کریستال میسر نیست.
جوانه زنی دانه های معیوب
ذوب موضعی اولیه در هسته می تواند منشا دانه های معیوب درحین رشد مذاب ازهسته باشد که محل جوانه زنی آن درمحل تماس فلز با قالب است
این پدیده بیشتر در مورد رشد تک کریستال پره های توربین رخ می دهد
بااستفاده از Pigtail که یک انتخاب کننده است سعی می کنند فقط یک دانه در یک جهت خاص رشد پیدا کند
نحوه کار انتخاب کننده
اثرسرعت رشد
درحالت کلی سرعت رشد پایین زمینه را برای حصول فصل مشترک صفحه ای مهیا می نماید
با افزایش سرعت رشد فصل مشترک ازحالت صفحه ای به سلولی وسپس دندریتی تبدیل می شود
بعد از یک سرعت بحرانی فصل مشترک به پایداری قطعی می رسد
راهکار فوق می تواند مشکلات رایج درساخت سوپرآلیاژهای تک کریستال را به حداقل برساند
کاربرد تک کریستال ها
ساخت نیمه هادی ها و مواد پیزوالكتریك
ساخت پره های توربین های گازی وموتور جت از سوپر آلیاژهای Ni
ساخت تجهیزات اپتیكی مانند یاقوت های لیزرهای جامد
اغلب رشد تک کریستال ها با فصل مشترک صفحه ای صورت می گیرد که این شرایط معمولا با گرادیان حرارتی بالا و سرعت رشد پایین حاصل می شود
عوامل موثردرانجماد تک کریستال ها درحالت کلی :
گرادیان حرارتی
سرعت رشد
ترکیب شیمیایی
هسته اولیه

 





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 27 فروردین 1393
جمعه 17 فروردین 1397 05:50 ب.ظ

Very good tips. Thanks!
cialis bula the best choice cialis woman cialis 5 mg schweiz cialis italia gratis prescription doctor cialis tarif cialis france cialis generico lilly wow cialis tadalafil 100mg cialis lilly tadalafi cialis cipla best buy
جمعه 3 فروردین 1397 01:15 ب.ظ

Truly a good deal of helpful material.
cialis patent expiration we recommend cialis best buy click here to buy cialis cialis coupons generic cialis price cialis per pill cialis 20mg preis cf cialis generico cialis 5 mg para diabeticos wow look it cialis mexico
جمعه 4 اسفند 1396 11:16 ب.ظ
برای هر کسی چه حسی دارد، مطالب موجود در این وب سایت برای افراد بسیار جذاب است
دانش، خوب، همکارانی خوب کار کنید.
سه شنبه 24 بهمن 1396 05:09 ق.ظ
Today, I went to the beach with my children. I found a sea shell and gave it to my 4 year old daughter and said "You can hear the ocean if you put this to your ear." She
put the shell to her ear and screamed. There was a hermit crab inside and it pinched her ear.
She never wants to go back! LoL I know this is entirely off topic but
I had to tell someone!
دوشنبه 6 آذر 1396 05:43 ب.ظ
برادر من توصیه کرد که من این وب سایت را دوست دارم
او کاملا درست بود. این واقعا در واقع
روزم را ساخت. شما نمیتوانید به راحتی باور داشته باشید که زمان زیادی را داشتید
برای این اطلاعات صرف شده است! متشکرم!
شنبه 1 مهر 1396 04:14 ب.ظ
Very good information. Lucky me I recently found your blog
by accident (stumbleupon). I have bookmarked it for later!
دوشنبه 27 شهریور 1396 07:38 ب.ظ
Hi, the whole thing is going perfectly here and ofcourse every one is sharing facts, that's
truly fine, keep up writing.
دوشنبه 16 مرداد 1396 03:35 ب.ظ
Fantastic site you have here but I was wanting to know if you knew of any
community forums that cover the same topics discussed in this article?
I'd really love to be a part of online community
where I can get feedback from other experienced individuals that share the same interest.

If you have any suggestions, please let me know.
Thank you!
شنبه 14 مرداد 1396 01:59 ق.ظ
Do you have any video of that? I'd care to find out some additional information.
دوشنبه 9 مرداد 1396 09:52 ب.ظ
Excellent blog you have got here.. It's difficult to find
high-quality writing like yours nowadays. I honestly appreciate individuals like you!
Take care!!
جمعه 9 تیر 1396 08:14 ق.ظ
These are truly impressive ideas in concerning blogging.
You have touched some good points here. Any way keep
up wrinting.
چهارشنبه 7 تیر 1396 08:49 ب.ظ
Hey very cool web site!! Guy .. Beautiful ..
Wonderful .. I will bookmark your web site and take the
feeds additionally? I am satisfied to search
out numerous useful information here in the submit, we'd like develop extra techniques
on this regard, thanks for sharing. . . . . .
دوشنبه 5 تیر 1396 02:08 ب.ظ
These are genuinely wonderful ideas in about blogging. You have touched some pleasant factors here.
Any way keep up wrinting.
دوشنبه 5 تیر 1396 02:19 ق.ظ
بسیار core از خود نوشتن در حالی که ظاهر شدن
مناسب در آغاز آیا نه حل و فصل خوب
با من پس از برخی از زمان. جایی در
سراسر جملات شما در واقع قادر به من مؤمن اما تنها برای کوتاه
در حالی که. من این کردم مشکل خود را با جهش
در مفروضات و شما خواهد را خوب
به کمک پر همه کسانی شکاف. در این رویداد شما که
می توانید انجام من را بدون شک تا پایان در گم.
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 10:35 ق.ظ
I read this piece of writing fully on the topic of the difference of hottest and previous technologies, it's awesome article.
دوشنبه 18 اردیبهشت 1396 08:40 ق.ظ
What's up i am kavin, its my first occasion to commenting anywhere,
when i read this paragraph i thought i could also make comment due to this good article.
دوشنبه 28 فروردین 1396 08:35 ب.ظ
I am sure this paragraph has touched all the internet viewers, its really
really pleasant paragraph on building up new
web site.
دوشنبه 21 فروردین 1396 10:33 ب.ظ
I have read several excellent stuff here. Certainly price bookmarking
for revisiting. I surprise how a lot attempt you put to create this kind of excellent informative web site.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی