Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
127 осям изменяются от сотых долей до одного миллиметра. Преобладают полости удлиненной веретенообразной формы размером от 0,1 до 1,0 мм. Коэффициент заполнения всех вакуолей жидкой фазы постоянный и соответствует коэффициенту заполнения автоклава раствором перед опытом. Иногда в жидкой фазе обнаруживаются точечные твердые включения. В случае попадания в автоклав смазочных масел в затравке появляются трехфазовые включения (масло — раствор — газ) с аномально завышенным (до 80 %) содержанием масла.
Длинные оси включений ориентированы в направлениях (близких к нормали) к поверхности затравки. Наблюдаются случаи, когда единичные капиллярные включения пронизывают толщу затравки насквозь, в то время как основная часть включений располагается по периферии затравки. Если в осевой части затравки встречается несколько каналов, то после их замыкания образуются х- и у-образные полости с общей газовой фазой. Отмечались явления расшнуровывания тончайших (од 0,01 мм) связывающих каналов на цепочки отдельных цилиндрических включений с аномальными соотношениями газовой и жидкой фаз.
-Образование рассматриваемой группы включений происходит в начальный период наращивания. Источниками вакуолей служат каналы гидротермального травления, возникающие в затравке. Крупные отверстия в затравке зарастают медленно и оставляют в наросшем материале выклинивающиеся в направлении перемещения фронта кристаллизации (уплощенные) трехгранные пирамидальные полости, которые нередко не успевают замкнуться и выходят на поверхность кристалла в виде щелей и ограненных каналов. Подобный вид макронеоднородностей принято называть «проколами» (синоним американского термина «порок щелевато-сти»). При многократном доращивании внутри кристалла возникают чередующиеся зоны трубчатых включений (рис. 37). В случае использования затравок с трещинами, двойниковыми швами, мозаичными участками и включениями дефектные зоны интенсивно протравливались и являлись наиболее благоприятными местами для зарождения включений. Менее всего подвержены травлению (по сравнению с вышеописанными образцами) бездефектные природные монокристаллы кварца.
Жидкие включения в наросшем материале возникают в результате: а) блокирования поверхностей роста макрочастицами; б) регенерации поверхностей многоглавого и ребристого роста: в) продолжения каверн и каналов затравки в наросший слой;г) отталкивания частиц жидких, несмешивающихся с рабочим раствором фаз, оседающих на растущие грани; д) залечивания сингенетичних трещин; е) изменений термодинамических параметров в процессе выращивания, вызывающих резкое увеличение относительной скорости роста граней с/г.
Включения, связанные с частицами осадка, имеют форму трехгранных пирамидок, обращенных вершинами в сторону растущей поверхности. Встречаются они главным образом в пирамиде <с>, J 28 Рис. 37. Газожидкие включения раствора в синтетическом кварце
где иногда достигают объема 0,1—0,2 см3. Газовая фаза располагается обычно у основания вакуоли, непосредственно над твердым включением. Микроскопические (0,05—0,5 мм) жидкие включения, генетически связанные с мелкокристаллическими агрегатами «присыпки», резко снижают термоустойчивость кристаллов кварца. Кристаллы с такими включениями отбраковываются в процессе испытаний.
Включения в пирамидах регенерации быстрорастущих поверхностей (обычно перекошенных по отношению к грани с на различные углы) имеют уплощенно-вытянутую форму. В случае вырождения плоской грани и появления ребристых и пирамидальных субиндивидуумов растущая поверхность регенерации оставляет за собой совершенно дефектный (пористый) материал. По мере перемещения фронта роста щелевидные каналы перекрываются и дают многочисленные вакуоли, заполненные раствором.
Как отмечалось, крупные отверстия и углубления на поверхности затравочной пластины обычно зарастают не сразу и наследуются в наросший слой, причем длина возникающей пирамидальной полости в 2—3 раза превышает диаметр отверстия. В некоторых случаях (кристаллизация из растворов гидроксида калия, поташа и др.) залечивание каналов может произойти на значительном (15—20 мм при диаметре канала, равном 0,2—0,4 мм) расстоянии от поверхности затравки.
9 Заказ № 122 '29 Капиллярные жидкие включения в слоях роста, расположенных непосредственно над затравкой, образуются в кристаллах, выращенных из растворов с добавками олеата натрия. По аналогии с данными исследований условий захвата маточного раствора водорастворимыми кристаллами можно предположить, что такие включения возникают в результате отталкивания эмульгированных частиц олеата (или продуктов, образующихся при взаимодействии добавки с раствором при высоких параметрах), осевших на поверхность затравки в начале цикла выращивания. Длина некоторых капилляров достигает 1—2 мм, в то время как размер диаметра не превышает 0,005 мм.
При нарушении оптимальных режимов травления затравок в процессе выращивания в кристаллах возникают трещины. Места выхода сингенетичных трещин на поверхности граней декорированы шрамовыми вициналями. При залечивании трещин возникают системы дендритов, что способствует образованию сообществ жидких включений неравновесной формы, большая часть которых характеризуется аномальным соотношением фаз. В некоторых случаях процесс переотложения вещества на стенках одного крупного включения завершается полным его «расшнурованием» и появлением нескольких однофазных (жидких и газовых) включений. Залечивание трещин происходит на протяжении небольшого отрезка времени (как во время кристаллизации, так и после завершения цикла) при снижении температуры раствора. По-видимому, на этом этапе возникают дендритные вростки сложной неравновесной формы. Быстрое снижение температуры («замораживание») останавливает преобразование дендритов, благодаря чему фиксируются различные стадии процесса перестройки включений.
