Способ получения поликристаллическихблОКОВ ХАльКОгЕНидОВ циНКА и КАдМиядля ОпТичЕСКОй КЕРАМиКи Советский патент 1981 года по МПК C04B35/00 C09K11/54 

Поставленная цепь доститается тем, что в способе получения попикристалпических блоков халькогенидов цинка и кадмия путем газофазного осаждения на подогретую подложку, пары халькогенида пропускают через пористый графит, углеграфитовую или кремнеземную ткань, а осаждение ведут со скоростью 0,005-0,15 моль/смгчас. Причем для повышения прозрачности попикристаплических блоков осаждение ведут со скоростью 0,005-0,02 мопь/см час. Кроме того, теллурид кадмия получа ют осаждением на подложку, нагретую О до 40О-70О с, а селенид цинка - осаж нием, на подложку, нагретую до 600900°С. Пористый контейнер с халькогенвдом помешают внутрь камеры, закрытой крышкой, которая служит подпожкой для конденсации. После начала конденсации продукта на подложке происходит .самогерметизация камеры, улетучивание паров Б холодную часть ваку туоюй , установки сильно затормаживается В указанных выше условиях иа по пожке осаждается продукт, свободный как От neTj-чик, так и нелетучих np vieсей, в виде поликристаллического блока с относительной плотностью 99,5-99,8 от теоретической. При ограничекных скоростях, конденсации пара, а именно при О, 005-О, О2 моль/см, час получает попикристаллический блок с плотностью 99,5-99,8 % от теоретической величины. При такой плотности он имеет проз рачность, близкую к арозрачности моно кристаллов или оптической керамики, из товленной путем прессования. При скорости конденсации меньше 0,005 моль/см, час наблюдается рост крупных монокристаплических блоков на отдельных участках подложки и однород ного слоя не получается. При скорост конденсации больше О,02 мош смчас плотность брикета недостаточна и наблю дается заметная пористость и, следовательно, непрозрачность материала. Скорость конденсации регулируют пу .подбора твмпературы, а также площади поверхности пористого контейнера. Оптимальную скорость конденсации достигают при температуре контейнера 75О-95О С для теллурида кадмия и 95О-1200 С в случае селенида цинка при площади поверхности контейнера из графита ППГ или углеграфитовой ткани УУТ-2 1ОО-200 см , . 94 Пршч/ епение контейнера с пористы- . и стенками обеспечивает : а) надежное и полное отделение вклю- 4etiwfi частиц SiC, A85.0,CdTeO,2nCe(i,, .2nO yrjiepona и других твергалх iiemecTB от пара халькогенида, в результате; чего появляется возможность использовать в качестве исходного продукта дпя приготовления оптической керамики халькогениды, содержащие ,ао нескольких процентов окис11ых соединений 1 углерода,, и проводить процесс с 6onbujjnv(n скоростями испарения; (до 8()0 г/ час телпурида КВДМРШ, напрнмер), когда особенно вероятен захват твердых частиц вещества паром б / возможность создания над испаpsisMbivt веществом значительно более высокого давления пара, чем в открытом испарителе. Повышенное давление пара предотвращает одновременное испа реЧИе пргодеси и основного вещества s т.е. повышает степень их разделения. „ Выбор интервала температур для подложек определяется тем, что при указанных температурах предотвращается конденсашет или захват летучих примесей кондеисирующикгся гтаром. При температура подложки ниже меньшего предела наблюдается захват, летучей пршу(еси (шпример , тепяура); а при более высокой - низка доля конденсирующегося пара, Пример 1. Теллурид кадмия, содержгиций окись кадмия или теллурис- то-киспый кадмий (до 1 %) , избыточ(ный теллур) (до Oj5 %), углерод и другие мехашиеские (кварц, окись апюминкя нитрид бора), загружают в контейнер из углографитовой тканиi марки который помеп1ают на дно цилиндрической камеры диаметрО1 л ВО мм из пирографита , закрываемой крьиикой из пирографита (молибдена, вольфрама). Камеру откачивают до давления 1О мм рт. ст, и разогревают так, что контейнер имеет температуру 9ОО С,, а (подпонска) - температуру . Скорость осаждения составляет при yiiaaainfOM режиме 800 г/час; (0,065 MOHb/ctvf. час )„ Очипшнный продукт получается в ввде плотного попикристйллического блока с размером зерна 3ОС-5 00 мкм Плотность блока сосга,впяет 95 % от теорет1гческой вел гчины, Бпок непрозрачен в ИК-области. Прозрачность оптической керамики (пропускания), изготовпепной из такого продукта путем горячего: прессования , составляет 6О-65 % на дпине волны 1О мкм при толихине образна 5 мм (теоретическая величина с учетом отражения 65 %). В спектре пропускания не наблюдаются какие-либо покапь- ные полосы поглощения. Пример 2. Сепенид цинка, соде жащий до 0,5 % окиси цинка, до 0,5 % селена и до 1 % цинка загружают в контейнер из графита марки ППГ с толщино стенас 1-2 мм с общей площадью 140 с или из кремнеземной ткани (ВТУ-13-6 Контейнер помещают ка дно полнграфитов камеры диаметром ЗО мм с крышкой из молибдена, вольфрама или шфографига. Ка меру огкачиваюг до давления Ю мм.рт.ст и разогревают контейнер до ЮОС, а подложку до 70О С. Скорость осаждения при диаметре камеры 30 мм и диаметре подложки 30 мм составляет 2 О г/час. Счищенный продукт представляет собой плотный поликристаллический блок с раэ мером зерна около 5О-1ОО мкм и плотностью 99,7±О,2% от теоретической величины. Оптическая прозрачность такого материала составляет 65-70 % при толщине образца 5 мм при W -10 м (теоретическая величина с учетом отражвния 70 %:,). Таким образом, в предлагаемом способе получения попикристаллических блоков халькогенидов цинка и кадмия исполь зуют пористые контейнеры из инертного по отношению к парам хальксгенидов материапа, например графита, кремнеземной или угпеграфитовой ткани, в сочетании с режимом конденсации, который обеспечивает получение ..пибо очищенного поликристаплического материала, пригодного для изготовления оптической керамики путем горячего- прессования ( в случае скоростей испарения больше О, О2 моль/см-час, пибо оптически прозрачного поликристаппического материала (при скоростях меньше 0,2 моль/см-час., Предлагаемый способ отличается тем, что он обладает высокой производительностью, простотой и надежностью, а также обеспечивает чистоту продукта, прозрачность и одновременность поликристаппических блоков и оптической керамики, изготовленной из них. Формула изобретения 1. Способ получения попикристапп ческих блоков халькогенидов цинка и кадмия для оптической керамики путем осаждения на подогретую подложку, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса получения, повышения чистоты, однородности и прозрачности поликристаллических блоков, а также оптической кера-МИКИ, пары хапькогенидов пропускают через пористый графит, утпеграфитовую или кремнеземную ткань, а осаждение ведут со скростью О,О05-0,15моль/см час, 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения прозрачности поликристаллических блоков осаждение ведут со скоростью 0,О05 0,02 моль/см час. , 3. Способ по пи. I и 2, о г л и ч ащ и и с я гем, что геллурид кадия получают осаждением на подложку, агретую до 4ОО-700°С. 4. Способ по пп. 1 и 2, о т л и . ающийся тем, что сепенид цинка олучают осаждением на подложку, нагреую до 60О-9ОО С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 .Yim.W.M.,StofkoE.Y. O.EeectrocSoc.l972, . 119 , № 3, 381-388. 2. Под ред. A, В. Ванюкова и др. Халькогениды цинка, кадмия и ртути, еб. 73, М., 1973.