Печать
2002 №04 (04) 2002 №04 (06)

Современная электрометаллургия 2002 №04


Журнал «Проблемы специальной электрометаллургии», № 4, 2002 г., с. 21-29

Выращивание тугоплавких металлических монокристаллов (Обзор)

В.А. Шаповалов, М.Л. Жадкевич, Г.Ф. Торхов, В.В. Жолудь, В.В. Якуша

Ин-т электросварки им. E. О. Патона HAH Украины. Киев

Реферат
Рассмотрены основные способы производства монокристаллов тугоплавких металлов из паровой, жидкой и твердой фаз. Ключевое внимание уделено способам получения кристаллов из жидкой фазы: электронно-лучевая зонная плавка, плазменно-дуговая капельная плавка, плазменно-индукционная зонная плавка. Показано, что наиболее рациональным способом получения плоских монокристаллических заготовок для дальнейшего производства моно-кристаллического проката (листа, прутков, проволоки) является технология плазменно-индукционной зонной плавки ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины.
Basic methods of production of single crystals from refractory metals from vapour, liquid and solid phases are considered. Key attention was paid to themethods of producing crystalsfrom the liquid phase: electron beam zonal melting, plasma-arc droplet melting,plasma-induction zonal melting. It is shown that the technology of plasma-induction zonal melting developed at the E.O.Paton Electric Welding Institute of NAS of Ukraine is the most rational method of producing flat single-crystal billets for further manufacture of single-crystal rolled metal (sheet, rods, wire).
Ключевые слова: монокристаллы тугоплавких металлов; способы выращивания кристаллов; структура; профилированный монокристаллический прокат

Список литературы

1. Dr. Siegfrid Schider. Hochschmelzede Metalle fur High Tech-Anwendungen // Metall: Internationale Zeitschrifts fur Technick und Wirtschaft. Metall-Verlag GmbH. — Berlin Heidenberg, 1988. - Heft 8. - S. 806-808.
2. Wittenauer J. Refractory metalls 1990: Old challenges, new opportunities JOM.“- 1990. - 42, N 8. - P. 7.
3. Briant C. L. Processing refractory metals: The traditional and the novel JOM. - 1999. - 51, N4. - P. 28.
4. Плазменное выращивание тугоплавких монокристаллов Г. С. Бурханов, В. М. Шншнн, В. А. Кузьмнщев н др. — М.: Металлургия. 1981. — 200 с.
5. Савицкий Е. М., Бурханов Г. С. Монокристаллы тугоплавких и редких металлов и сплавов. — М.: Наука, 1972. - 260 с. “
6. Cahn R. W. The use of metallic single crystals in metals research: A concise history .. .. Z. Metallkde. — 1999. — 90, N 11. - P. 860. '
7. Осаждение из газовой фазы / Под ред. К. Пауэлла, Дж. Оксли. Дж. Блочер. — М.: Атомиздат, 1970. — 471 с.
8. Бреннер С. С. Металлы Теория и практика выращивания монокристаллов. — М.: Металлургия, 1968. — С. 471-485. '
9. Процессы роста и выращивания монокристаллов / Под ред. Н. Н. Шефталя. — М.: Изд-во иностр, лпт-ры, 1963. - 530 с.
10. Рост кристаллов. Теория роста и методы выращивания кристаллов / Под ред. К. Гудмана. — М.: Мир. 1977. — 368 с. '
11. Кристаллизация тугоплавких металлов из газовой фазы / В. Е. Иванов, Е. П. Нечнпоренко, В. М. Криворучко. В. В. Сагалович. — М.: Атомиздат. 1974. — 264 с.
12. Лякишев А. П.. Бурханов Г. С. Монокристаллы веществ с металлическим типом связи .. .. Высокочнстые вещества. - 1995. - № 1. - С. 5-17.
13. Евстюхин А. И., Абанин Д. Д., Маслов В. П. Получение и свойства монокристаллов хрома , Выращивание монокристаллов тугоплавких и редких металлов . Под ред. Е. М. Савицкого. - М.: Наука. 1973. - С. 25-29.
14. О получении монокристаллов ниобия при восстановлении NbCl5 водородом из паровой фазы / И. В. Петрусевнч, В. В. Абрамов. В. И. Фирсов и др. // Там же. — С. 29-33.
15. Получение вольфрамовых монокристаллических пластин кристаллизациеп из газовоп фазы 1О. 11. Сидоров. Г. А. Рымашевскпй, В. П. Смирнов, В. П. Янчур / В сокочнстые и монокристаллические металлические материалы Под ред. А. И. Манохина. — М.: Наука, 1987. — С. 79-83.
16. Морфология и структура газофазного монокристаллического вольфрама / В. П. Смирнов. В. П. Янчур. Ю. И. Сидоров, Е. К. Лепешенков // Там же. — С. 109-114.
17. Каретников Д. В.. Корюкин В. А.. Обрезумов В. П. Эмиссионные свойства газофазного хлорного вольфрама цилиндрической геометрии Там же. — С. 154-158.
18. Reitzenstein W.. Weise G. Die Realstruktur yon aus der Gasphase Gewachsen Molybdan- und Wolframeincristallen .. .. Journal of Crystal Growth. — 1971. — 9. N 5. — P. 228-237. '
19. Кобяков В. П. Ограненпе осадков вольфрама при газофазной эпитаксии на цилиндрической поверхности подложки Мо <111> .. .. Кристаллография. — 1996. — 41. № 3. - С. 552-556.
20. Горелик С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов. — М.: Металлургия. 1978. — 568 с.
21. Бюргерс В. Г. Основные представления о рекристаллизации ... Теория и практика выращивания монокристаллов. — М.: Металлургия, 1968. — С. 495-543.
22. Тугоплавкие металлы и сплавы / Е. М. Савицкий, Г. С. Бурханов, К. Б. Поварова и др. — М.: Металлургия, 1986. - 352 с.
23. Fujii Т.. Okamoto К. Effect of dopants on the secondary grain growth in the hot-rolled tungsten sheet ... J. Jap. Soc. Powder and Powder Met. — 1989. — 36, N 7. — P. 819-823.
24. X-ray characterization of tungsten single crystals growth by secondary recrystallization method / M. Kato. S. Iida, X. Sugita. K. Okamoto .. .. J. Cryst. Growth. — 1991. — 112, N 2 3. - P. 368-372. '
25. Preperation of large-scale molybdenum single crystals sheet by means of secondary recrystallization / T. Fujii, R. Watanabe, Y. Hiraoka, M. Okada // J. Less-Common Metalls. - 1984. - 96, N 1. - P. 297-304.
26. Takebe K., Fujii T. Preperation of large-scale molybdenum bicrystals sheet from sheet Mo by means of secondary recrystallization .. .. J. Japan Soc. Powder and Powder Met. — 1989. - 36, N 3. - P. 284-291.
27. Hiraoka Y., Kuo C. L., Billelo J. C. Perfection of molybdenum single crystal produced bv means secondary recrystallization J. JIM. - 1989. - 53, N 10. - P. “1077-1078.
28. Hiraoka Y.. Ei ichi Sukedai. Room temperature slip in molybdenum bicrystal prepared by means of secondary recrystallization .. .. Z. Metallkde. — 1994. — 85. N 4. — P. 232.
29. Pat. 1191560 USA. Int.Cl.3 C22C 27 04: C22F 1 18. Large crystals grains or single crystals of molybdenum and process tor production thereof . T. Fujii., Y. Hiraoka., R. Watanabe. - Publ. 07.01.85.
30. Золотаревский В. С. Механические свойства металлов. — М.: Металлургия, 1983. — 352 с.
31. Смителлс К. Вольфрам. — М.: Металлургия, 1958. — 414 с.
32. Ратников Д. Г. Бестнгельная зонная плавка. — М.: Металлургия, 1976. — 224 с.
33. Монокристаллы молибдена и вольфрама И. А. Бродский, В. А. Крохмалев, Е. Е. Петушков и др. — Ташкент: Изд-во «Фан» УзССР. 1973. - 148 с.
34. Ажажа В. М., Ковтун Г. П., Тихинский Г. Ф. Получение и металлофизика особо чистых металлов .. .. Металлофизика и новейшие технологии. — 2000. — 22. № 2. — С. 21-35.
35. Пфанн В. Зонная плавка. — М.: Мир, 1970. — 368 с.
36. Катрич Н. П., Пугач Г. М., Розенберг Т. Б. Исследование спектрального состава остаточных газов при выращивании монокристаллов вольфрама в сверхвысоком вакууме // Металлические монокристаллы. Получение и исследование свойств . Под ред. Е. М. Савицкого. — М.: Наука, 1976. - С. 34-39.
37. Получение вольфрама особой чистоты Ч. В. Копецкий, С. В. Плющева. Л. Ф. Сатункина и др. .. .. Металлы. — 1981. - № 2. - С. 59-61.“
38. Применение метода ионного обмена в технологии получения вольфрама и молибдена высокой чистоты Г. Л. Клименко, А. А. Блохин, В. Г. Глебовский и др. // Там же. - 2001. - № 3. - С. 49-51.
39. Структурное совершенство и остаточное электросопротивление монокристаллов вольфрама / Д. М. Тагирова, В. П. Дякина, В. Е. Старцев, В. О. Есин // Физика металлов и металловедение. — 1997. — 83, № 6. — С. 37-47.
40. Михайлов С. М., Чеченцев В. II., Шмаков А. М. Опыт получения беспорпстых монокристаллов молибдена увеличенного диаметра // Выращивание монокристаллов тугоплавких и редких металлов / Под ред. Е. М. Савицкого. - М.: Наука, 1973. - С. 65-68.
41. Чернышов А. И., Шишков В. В., Доломанов Л. А. Изучение субструктуры монокристаллов молибдена увеличенного диаметра ... Высокочнстые н монокристаллические металлические материалы . Под ред. А. И. Манохина. — М.: Наука, 1987. - С. 103-105.
42. Бауэр В. X., Филд В. Г. Метод Вернейля // Теория н практика выращивания монокристаллов. — М.: Металлургия. 1968. — С. 471-485.
43. А. с. 232214 СССР. Способ получения монокристаллов тугоплавких металлов и сплавов Е. М. Савицкий, Г. С. Бурханов, Л. Г. Баранов, Н. Н. Раскатов. — Бюл. изобрел - 1971. - № 12. - С. 237.
44. Реймонд Л., Карват Ф. Листы из монокристаллического вольфрама // Ракетная техника и космонавтика. — 1966. - 4, № 5. - С. 161-166.
45. Исследование технологических параметров плазменно-индукционной выплавки монокристаллов тугоплавких металлов / М. Л. Жадкевнч, В. А. Шаповалов. И. В. Шейко и др. .. .. Пробл. спец, электрометаллургии. — 2001. — №4. -С. 27-31. '
46. Развитие плазменных методов выращивания монокристаллов тугоплавких металлов и сплавов Е. М. Савицкий. Г. С. Бурханов. К. П. Бондаренко и др. // Монокристаллы тугоплавких и редких металлов, сплавов и соединений . Под ред. Н. В. Тпнанаева. — М.: Наука, 1977. - С. 5-10. '
47. Девятых Г. Г., Бурханов Г. С. Высокочнстые металлические материалы // Сб. докл. 7-го Междунар, спмп. «Чистые металлы». — Харьков. 2001. — С. 6-11.
48. Бурханов Г. С., Кузьмищев В. А., Сдобырев В. В. Влияние некоторых кристаллизационных параметров на совершенство структуры монокристаллов вольфрама, полученных плазменно-дуговым методом ... Высокочнстые и монокристаллические металлические материалы Под ред. А. И. Манохина. — М.: Наука. 1987. — С. 14-18.
49. Исследование процесса выращивания плоских монокристаллов вольфрама и молибдена / В. А. Шаповалов, А. А. Коваленко. Ю. В. Латаш и др. // Пробл. спец, электрометаллургии. — 1993. — № 1. — С. 79-82.
50. Рафинирование вольфрама при плазменно-индукционной выплавке монокристаллов / В. А. Шаповалов, М. Л. Жадкевнч, Г. Ф. Торхов, В. В. Якуша // Сб. докл. 8-го Междунар, спмп. «Высокочнстые металлические и полупроводниковые материалы». — Харьков. 2002. - С. 42-44.
51. Влияние способов нагрева на форму межфазной границы при выращивании крупных монокристаллов тугоплавких металлов / В. А. Шаповалов, М. Л. Жадкевнч, Г. Ф. Торхов и др. Там же. — С. 48-51.
52. Шаповалов В. О. Застосування обробки тиском монокристалів вольфраму для отримання дроту .. .. Сб. наукових праць «Удосконалення процесів і обладнання обробки тиском в металургії і
Эта статья в открытом доступе по Creative Commons Attribution Non-Commercial 4.0 International (CC-BY-NC).