Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Все сказанное выше о соответствии между характером рельефа поверхности пинакоида и дислокационным строением пирамид роста, казалось бы, позволяет предложить надежный морфологический критерий оценки однородности этих кристаллов. В действительности, однако, все обстоит значительно сложнее. По мере отработки технологии выращивания кристаллов оптического кварца было установлено, что трудно избежать образования ростовых дислокаций в кристалле в процессе роста. Образование рельефа типа «булыжная мостовая» в «чистом виде» является лишь предельным случаем. Более характерно — формирование различных комбинированных типов рельефа.
Анализ особенностей морфологии базисных рельефов роста и дислокационного строения пирамид <с> для указанных участков позволяет выделить четыре основных типа рельефа на поверхности пинакоида: 1) рельеф типа «булыжная мостовая» (рис. 17,а). Соответствующие пирамиды роста, как правило, полностью
91 бездислокационные; 2) рельеф, составленный активными акцессориями роста (см. рис. 17,6). Все акцессории примерно одного размера и, очевидно, относятся к одной и той же генерации (относительно одного и того же времени зарождения). Для таких кристаллов характерна некоторая средняя плотность ростовых дислокаций (порядка IO2 см~2). Подавляющее большинство ростовых дислокаций приурочено к граничным участкам между акцессориями роста (см. рис. 17,6). К вершине каждой акцессории обязательно приурочена дислокация с винтовой компонентой вектора Бюргерса. Такой тип рельефа характерен для большинства кристаллов синтетического кварца, поставляемого промышленностью в качестве пьезокварца; 3) рельеф промежуточного типа (между типами 1 и 2). Основная часть поверхности представлена рельефом типа «булыжная мостовая», на фоне которого располагаются (отдельно или группами) активные акцессории роста, обычно близкие по размеру. Расположение активных акцессории может быть самым разнообразным. Плотность ростовых дислокаций в таких кристаллах — промежуточная (между типами 1 и 2). Распределение дислокаций по объему кристалла резко неравномерное: в основном они приурочены к участкам, покрытым активными акцессориями, и локализованы преимущественно по границам между активными акцессориями, а также между активными акцессориями и поверхностью типа «булыжная мостовая» (см. рис. 17,г); 4) для кристаллов, полученных в длительных циклах выращивания, можно выделить еще один тип рельефа, по своей морфологии близкий к предыдущему. Для этого типа также характерно сочетание активных акцессорий и поверхностей типа «булыжная мостовая». Однако, если в третьем случае поверхность типа «булыжная мостовая» выступает в качестве «однородного фона», на котором располагаются активные акцессории, то в четвертом — ячеистый рельеф формирует достаточно крупные (до 40 мм) куполовидные обособления (см. рис. 17, в). При этом активные акцессории часто имеют сглаженные, а не точечные вершины. Плотность ростовых дислокаций для таких кристаллов относительно невелика, примерно того же порядка, что и для кристаллов с третьим типом рельефа. Большинство дислокаций также приурочено к граничным участкам и к активным акцессориям роста. Однако небольшое количество дислокаций (10 см-2) выходит и на куполовидных обособлениях с ячеистым рельефом.
Иногда в результате отклонений от технологических параметров синтеза в кристаллах наблюдается массовое зарождение дислокаций (рис. 18,а). Такие кристаллы обычно резко неоднородны, что легко устанавливается как теневым методом, так и путем просмотра полированных 2-срезов в скрещенных поляроидах. Для таких кристаллов характерен особый тип рельефа, составленный из множества активных акцессорий роста, резко различающихся по размеру: на склонах относительно крупных акцессорий расположено множество мелких акцессорий и промежуточного размера (см. рис. 18,в).
92 Рис. 18. Рентгеновские топо-граммы (рефлекс 10 U, ув. 1,5) кристаллов: а — с высокой плотностью дислокаций, 6 — бездислокациоииого, с участком вырождения; в — рельеф пинакоида кристалла с высокой плотностью дислокаций
Помимо указанных типов рельефа, на пинакоиде могут образовываться так называемые поверхности вырождения (см. рис. 18, б). Ориентировка этих поверхностей чаще всего близка к грани положительной динирамиды U121}. Основными известными в настоящее время причинами появления таких вырождений являются следующие: пониженная щелочность раствора, высокие температуры выращивания, недостаточный массообмен, повышенное содержание примеси алюминия в системе. По мере нарастания кристалла такие поверхности образуют «паразитные» пирамиды, которые (вследствие того, что они гораздо сильней, чем основная пирамида (с), поглощают структурную примесь алюминия) резко контрастируют на рентгеновских топограммах (см. рис. 18,6) и хорошо визуализируются 7-облучением. Паразитные пирамиды представляют собой оптический дефект, и соответствующие им участки должны выбраковываться при разделке кристалла на изделия. Установлено также, что поверхности вырождения образуются преимущественно при длительном наращивании кварца и поэтому в основном приурочены к наружным (прилегающим к поверхности роста) участкам кристалла. Очевидно, их формированию, помимо указанных выше «внешних» причин, способствует также процесс «огрубления» акцессорного рельефа по мере роста кристалла. Увеличение размера акцессорий, которое, несомненно, происходит с увеличением длительности цикла выращивания, должно сопровождаться возрастанием крутизны их склонов, что
