Данько Олександр Якович. Наукові та технологічні основи отримання лейкосапфіру в захисних газових середовищах

brief description

Данько Олександр Якович. Наукові та технологічні основи отримання лейкосапфіру в захисних газових середовищах: дис... д-ра техн. наук: 05.02.01 / НАН України; Інститут монокристалів. - Х., 2005
Данько О.Я. Наукові та технологічні основи отримання лейкосапфиру в захисних газових середовищах. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.01 матеріалознавство. - Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2005.
Дисертація присвячена розробці наукових і технологічних основ високорентабельного вирощування великогабаритного сапфіру високої оптичної якості методом ГСК з металургійного глинозему у відновних газових середовищах для сучасної оптики і оптоелектроніки.
Проведено комплексне дослідження обмінних процесів між розплавом (кристалом), газовим середовищем і конструкційними матеріалами в процесі вирощування і відпалу сапфіру, встановлено механізми впливу цих процесів на формування і трансформацію функціонально важливих властивостей кристалів і масоперенос конструкційних матеріалів.
Встановлено, що утворення центрів розсіяння світла в кристалах сапфіру, вирощених у відновних газових середовищах результат кристалізації нестехіометричного по кисню розплаву і існування критичної для грат сапфіру концентрації аніонних вакансій (~81016см-3). Запропоновано механізм утворення таких мікрочастинок, в основу якого покладено модель об'ємної кристалізації утворення кластерів основної речовини (Al2O3) і фази, збідненої киснем (імовірно алюмо - алюмінієвою шпінелі AlAl2O4), в області розплаву перед фронтом кристалізації. Визначені критичні для вирощування оптичного сапфіру концентрації відновних компонент в газових середовищах на основі аргону і гелію ( Р~10-800 тор): РСО, Н2<510-1тор.
Досліджено ефективність термохімічного очищення оксиду алюмінію від домішок у відновних середовищах і розроблені технічні рішення глибокого очищення і плавлення металургійного глинозему.
Встановлено, що оптична прозорість, стійкість до УФ опромінювання та люмінесцентні властивості сапфіру, вирощеного методом ГСК у відновних середовищах, визначаються концентрацією аніонних вакансій та зарядним станом домішки Ті і можуть бути скоректовані відпалом в середовищі з більш високим або більш низьким, ніж при вирощуванні кристалів, відновним потенціалом. На підставі отриманих результатів розроблено високорентабельний і конкурентний на світовому ринку сапфіру для оптики і оптоелектроніки технологічний процес отримання з металургійного глинозему кристалів (розміром до 220 мм х220 мм х30 мм) високої оптичної якості.