Читать онлайн «Нитевидные кристаллы с прочностью, близкой к теоретической»

1959 г. Апрель . У. LXVII, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ С ПРОЧНОСТЬЮ, БЛИЗКОЙ К ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ •9. М. Надгорный, Ю. А. Оеипъян, М. Д. Перкас, В. М. Розеиб&рг В последние годы появилось большое число работ, посвященных •изучению механизма роста и свойств так называемых нитевидных кри- сталлов. Под нитевидными кристаллами, которые в зарубежной литературе называются «whiskers», а в переводе — «усами», «нитями», «волокнами», будем подразумевать такие кристаллы, у которых отношение длины к диаметру составляет примерно 103. Как показали исследования последних лет, прочность нитевид- ных кристаллов в десятки, а иногда в сотни раз превосходит прочность кристаллов тех же веществ, полученных обычными способами, приближаясь к теоретической прочности, рассчитанной на основе сил межатомного взаимодействия. Для физики твердого тела суще- ственный интерес представляют данные об электросопротивлении (особенно при низких температурах), доменной структуре ферромаг- нетиков, фотоэлектрических и оптических свойствах нитевидных кри- сталлов. Цель настоящего обзора— осветить основные методы получения и испытания нитевидных кристаллов, изложить существующие предста- вления о механизме роста, а также основные результаты изучения их механических и физических свойств. 1. ПОЛУЧЕНИЕ, ОРИЕНТИРОВКА 11 ФОРМА НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ Сведения о нитевидном росте кристаллов встречаются уже в работах первой половины XVIII в. , на которые ссылаются в своих обзорах Винк- лер 1 , Колыпуттер 2 · 3 и Оствальд 4 . Большой материал рассмотрел в своем обзоре Харди 5 . Однако только в последние годы, когда были выяснены их необычные механические характеристики, началось более системати- ческое исследование их роста и свойств. Нитевидный рост металлов может происходить в естественных усло- виях на минералах, шлаках, сульфидах, на тонком слое металла, обра- зованного электропокрытием, путем осаждения паров металла в вакууме или в газовой среде, при электроосаждении. Нитевидный рост ионных и молекулярных кристаллов может происходить осаждением из пересы- щенного раствора, при испарении через пористую перегородку, при раз- личных химических реакциях. Рассмотрим более подробно основные спо- собы выращивания нитевидных кристаллов. 626 О. Μ. НАДГОРНЫЙ, ΙΟ. А. ОСИПЬЯН, Μ. Д. 1IEPKAC, В. М. Р О З Е Н Б Е Р Г 1, С п о с о б ы получения нитевидных кристаллов а) В ы р а щ и в а н и е путем восстановления ме- т а л л о в и з и х с о л е й . Для выращивания нитевидных кристаллов методом восстановления t In O / Q г /7 галоидов Бреннер6 ис- пользовал установку τ т (рис. 1), состоящую из /^ трубчатой печи с кварце- k< вой или мулитовой труб- кой и ванночки, в кото- рую помещается восста- навливаемый галоид.