Пересыщение и т-ру среды поддерживают такими, чтобы затравка росла со скоростью 10 -7 — 10 -1 мм/с без спонтанного образования центров кристаллизации с сохранением морфологич. устойчивости (см. Кристаллизация). Монокристалличность вы росших кристаллов проверяют методом рентгеноструктур-ного анализа. Иногда в качестве затравки используют кристаллы, образовавшиеся в пересыщ. среде в начале выдержки (самозатравка). Из пара проводят выращивание монокристаллов в-в, летучих или образующих летучие соед. при т-ре кристаллизации, а также продуктов их взаимод. или термич. разложения, из р-ра — хорошо растворимых в-в и продуктов их взаимод., из расплава — конгруэнтно плавящихся в-в, из твердой фазы-тугоплавких и коррозионноактивных в-в.
Выращивание из пара. Исходное поликристаллич. или аморфное в-во помещают в источник пара (питатель) и нагревают до испарения. Пары в-ва из источника диффундируют или переносятся с потоком газа-носителя в зону, где находится затравка, охлажденная относительно источника (м е т о д д е с у б л и м а ц и и).
Как вырастить зеленый монокристалл из соли?
В качестве источника исполь зуют также в-ва, при разложении к-рых на затравке образуется кристаллизующееся в-во. Затравку при этом нагревают до т-ры. при к-рой разложение исходного в-ва происходит с достаточной скоростью (м е т о д в а н А р к е л а и д е Б у р а).
Иногда в пар вводят реагенты, к-рые взаимод. на пов-сти затравки с образованием кристаллизующегося в-ва (м е т о д х и м. к р и с т а л л и з а ц и и, см. Химическое осаждение из газовой фазы). Если в-во является нелетучим, но образует летучие термически неустойчивые соед. с к.-л. другим в-вом (транспортирующим реагентом), то монокристаллов выращивание проводят методом х и м. т р а н с п о р т а. При этом источник и затравку помещают в пары транспортирующего реагента, а затравку нагревают относительно источника; в результате в источнике образуется летучее соед., к-рое переносится к затравке, где разлагается с регенерацией транспортирующего реагента (см. Химические транспортные реакции). Монокристал-лич. пленки (напр., Ge) получают конденсацией мол. пучков на пов-сти затравки (м е т о д В е к ш и н с к о г о).
Нитевидные кристаллы («усы») выращивают т. наз. ПЖК-м е т о д о м. При этом на пов-сть затравочного кристалла перед его контактом с паром (П) наносят капли жидкости (Ж), хорошо растворяющей кристаллизующееся в-во и не растекающейся по кристаллу (К). Каждая капля поглощает в-во из пара, становится пересыщенной и обеспечивает рост той части кристалла, к-рая смочена ею; если рост из капли идет быстрее, чем из пара, то под каплей вырастает нитевидный кристалл, сечение к-рого близко к диаметру капли. ПЖК-методом получают, напр., кристаллы Si, Ge (р-ритель-расплав Аu) и SiC (р-ритель-расплав Аl) размером 1 х 200 мкм; методом хим. транспорта-соед. типа A III B V размером до 5 см (транспортирующие реагенты-I 2 , Сl 2 , летучие хлориды); методом хим. кристаллизации-SiC и TiBr 2 размером до 0,5 см с малым кол-вом дефектов; методом ван Аркела и де Бура — кристаллы особо чистых тугоплавких металлов (Cd, Zn, Co); методом десублимации — металлов (W, Та, Nb), неорг. солей (LiF, MgF 2 , СuСl 2 ) и орг. в-в (антрацена и уротропина) разного размера.
Кристалл из медного купороса.
Выращивание из расплава. Контейнер с расплавом и затравкой охлаждают так, чтобы затравка всегда была холоднее расплава, но переохлаждение на ее пов-сти было невелико и затравка росла без дендритообразования или появления «паразитных» кристаллов.
Этого достигают разными способами: меняя т-ру нагревателя (м е т о д С т р о н-г а-Ш т е б е р а), перемещая нагреватель относительно контейнера (м е т о д Б р и д ж м е н а-С т о к б а р г е р а), размещая затравку на неподвижном охлаждаемом стержне (м е т о д Н а к к е н а), вытягивая затравку из расплава по мере роста кристалла без вращения (м е т о д К и р о п у л о с а) или с вращением (м е т о д Ч о х р а л ь с к о г о). Затравке или щели, из к-рой вытягивают кристалл, иногда придают спец. форму, выращивая кристаллы разного профиля (м е т о д С т е п ан о в а). Особенно широко распространен метод Чохральского, при к-ром затравку закрепляют на охлаждаемом стержне, опускают в расплав, а затем вытягивают из расплава при непрерывном вращении стержня. Метод используют для пром. получения металлич. и полупроводниковых кристаллов размером 1-50 см с регулированием их качества (дефектности) путем изменения скоростей вращения и вытя гивания затравки. Иногда, не вводя затравки, контейнер локально охлаждают, напр. потоком воздуха, добиваясь образования самозатравки на наиб. холодном месте и ее направленного роста (м е т о д О б р е и м о в а-Ш у б н и к о в а).
При получении сверхчистых монокристаллов затравку вытягивают из расплавленной части слитка кристаллизующегося в-ва, а нерасплавленная часть слитка играет роль контейнера (б е с т и г е л ь н ы й м е т о д). В м е т о д е з о н н о й п л а в к и контейнер нагревают так, что формируется узкая зона расплава у пов-сти затравки.
В широко распространенном м е т о д е В е р н е й л я порошок кристаллизующегося в-ва высыпают из бункера на пов-сть затравки, помещенной под пламенем горелки или газового разряда; проходя через пламя, частицы порошка плавятся и в виде капель достигают пов-сти затравки, где закристаллизовываются.
Методы Стронга — Штёбера и Наккена чаще всего используют для выращивания крупногабаритных кристаллов легкоплавких орг. в-в (нафталина размером 20-50 см, бифта-лата калия размером 1-20 см); методы Бриджмена-Стокбаргера и Киропулоса — кристаллов неорг. солей (NaCl и КСl размером 20-90 см); методы Чохральского и зонной плавки — кристаллов металлов и полупроводников (Ge, Si, GdAs, ZnAs размером 1-50 см); метод Степанова-металлич. кристаллов сложной формы (труб из Аl и лопаток турбин размером до 1 м); метод Вернейля — тугоплавких оксидов и солей, легированных примесями (корунда и рубина в виде стержней длиной до 3 м).
Выращивание из жидкого раствора. Методы применяют для в-в, хорошо р-римых при т-ре выращивания. Затравку закрепляют на неподвижном или вращающемся кристал-лоносце и помещают в насыщ. р-р, после чего р-р охлаждают, испаряют р-ритель или добавляют высаливающий агент (см. Высаливаниe). Иногда р-р подпитывают кристаллизующимся в-вом, для чего организуют циркуляцию р-ра между нагретой зоной растворения, где находятся подпитывающие кристаллы, и холодной зоной роста, где расположена затравка (м е т о д т е м п е р а т у р н о г о п е р е п а д а).
Если р-рителем является вода и р-римость кристаллизующегося в-ва мала при обычных условиях, но возрастает с увеличением т-ры, то монокристаллов выращивание ведут в автоклавах при т-ре до 800 К и давлении до 300 МПа (м е т о д г и д р о т е р м а л ь н о г о с и н т е з а) (см. Гидротермальные процессы).
Для малорастворимых в-в используют метод хим. кристаллизации, при к-рой в суспензию затравочных кристаллов в р-рителе добавляют р-ры реагентов, разбавленных настолько, чтобы после их смешивания не происходило спонтанного зародышеобразо-вания. Чтобы вырастить крупные кристаллы малорастворимых в-в, используют метод встречной диффузии. В этом методе затравку помещают в трубку с гелем, а р-ры реагентов вводят в разные концы трубки; реагенты медленно диффундируют в геле, создавая вокруг затравки небольшое устойчивое пересыщение. Используют также электролиз с образованием монокристаллов на электродах.
Методы охлаждения водных р-ров, испарения р-рителя и температурного перепада используют для выращивания кристаллов сегнетовой соли размером 30-80 см и КН 2 РО 4 размером 30-60 см, применяемых для пьезоэлементов; методом высаливания выращивают кристаллы белков и нуклеиновых к-т; методом хим. кристаллизации-микрокристаллы Agl размером 0,1-10 мкм для фотоэмульсий; методом гидротермального синтеза — кристаллы кварца и сапфира размером до 50 см для приборостроения и ювелирной пром-сти; методом охлаждения р-ра в расплаве металла-кристаллы GaP размером до 1 см для электролюминесцентных датчиков; охлаждения р-ра в расплаве солей-иттрий-алюминиевого граната Y 3 Al 5 O 12 размером до 2 см для твердотельных лазеров.
При выращивании из твердой фазы поликристаллич. образец нагревают чуть ниже т-ры плавления, вызывая собирательную рекристаллизацию и укрупнение одного из кристаллов (самозатравки) за счет поглощения др. кристаллов. В методе деформац. отжига (часто после предварит. деформирования) образец перемещают в температурном поле, добиваясь, чтобы в образце сформировалась узкая высокотемпературная зона, двигающаяся от самозатравки вдоль образца, последовательно превращая его в монокристалл. Если в-во подвержено полиморфным превращ., то м е т о д о м А н д р а д е получают монокристаллы низкотемпературной модификации. При этом движущуюся зону поддерживают при т-ре несколько выше т-ры превращ., а скорость перемещения делают соизмеримой со скоростью превращ.; в результате в-во, попав в зону, переходит в высокотемпературную модификацию, а выйдя из зоны, возвращается к исходной низкотемпературной модификации, но уже в монокристаллич. форме. Если превращ. происходит слишком медленно, то образец длительно выдерживают значительно выше т-ры превращ., а иногда поочередно выше и ниже этой т-ры (м е т о д т е р м о — ц и к л и р о в а н и я).
Методом деформац. отжига получают, напр., кристаллы Мо и сплава Ti—Mo размером до 1-3 см (растяжение на 1-3%, отжиг при 1300-2300 К неск. часов); методом Андраде-кристаллы Аl в виде листов и стержней длиной до 1 м (обработка при 650-950 К, скорость перемещения 10 -2 мм/с); методом полиморфных превращ.-кристаллы алмаза и BN размером 0,1-0,5 см (т-ра 1600-2000 К, давление до 8 ГПа); методом термоциклирования — a-Zr сантиметровых размеров (обработка при 1110-1500 К в течение 10 сут).
Методы монокристаллов выращивания позволяют получать кристаллы разнообразной чистоты и дефектности при скоростях роста до 10 -3 мм/с (из пара или р-ра) и до 10 -1 мм/с (из расплава или твердой фазы). В лабораториях выращивают монокристаллы более 200 тыс. в-в, а в пром-сти-более 20 тыс.
===
Исп. литература для статьи «МОНОКРИСТАЛЛОВ ВЫРАЩИВАНИЕ» : Лодиз Р., Паркер Р. Л., Рост монокристаллов, пер. с англ., М., 1974; Рост кристаллов, под ред. К. Гудмана, пер. с англ., т. 1-2, М., 1977-80; Козлова О. Г., Рост и морфология кристаллов, 3 изд., М., 1980.
Страница «МОНОКРИСТАЛЛОВ ВЫРАЩИВАНИЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
Источник: xumuk.ru
9.8. Выращивание монокристаллов. Часть 1
Выращивание бездефектных монокристаллов из растворов или расплавов — большое искусство, требующее от экспериментатора ювелирного владения приборной техникой. Для этой цели есть много приборов, созданных в лабораториях и поставляемых фирмами. Ниже описана только небольшая часть приборов, конструирование которых доступно для большинства лабораторий.
Выращивание монокристаллов из раствора. Самым простые кристаллизатором является, пожалуй, обычный химический стакан с раствором, имеющим небольшое пересыщение. На поверхности раствора плавает полиэтиленовая пластинка, на нижней поверхности которой, погруженной в раствор, укреплен затравочный кристалл при помощи воска или другого скрепляющего средства (см. раздел 1.7), не взаимодействующего раствором и не плавящегося при температуре роста кристалла
Сверху стакан закрывают часовым стеклом и оставляют боксе с постоянной температурой.
Более сложный прибор с кругооборотом растворителя состоит из стакана с магнитной мешалкой 7 (рис. 217, а), вмонтированной в электрическую плитку 8, и верхнего стеклянного холодильника 1 с проточной водой.
Рис. 217. Схемы приборов для выращивания монокристаллов из раствора в стакане с крышкой-холодильником (а), в эксикаторе (б) и — в держателях (в). Тигельная (г) и чашечная (д) камеры растворения
Под холодильником расположены два цилиндра 3 с перфорированным дном 5. В цилиндры помещают запас кристаллизуемого вещества 4. Холодильник служит своеобразной пробкой для стакана. Пар растворителя проходит через верхние отверстия цилиндров 3 и конденсируется на нижней поверхности холодильника. Конденсат стекает на вещество 4, растворяет его и переносит в раствор, в котором на затравке растет монокристалл 6. Температура в приборе поддерживается контактным термометром 2.
Хорошие монокристаллы небольшого размера можно выращивать в стаканах, помещенных в эксикатор (рис. 217, б). Насыщенный раствор заливают в стакан 4, где уже находится затравочный кристаллик в углублении фторопластового конуса 7.
Стакан покрывают фильтровальной бумагой 3, на которую кладут фторопластовую пластинку 2 с отверстием. После этого забывают эксикатор крышкой / и уже не сдвигают с места. При необходимости боковую стенку эксикатора обогревают ИК-излучателем 5 . Кристалл 6 начинает расти на вторые-третьи сутки.
Если нужно уменьшить скорость испарения растворителя, то увеличивают число листов фильтровальной бумаги 3, либо, уменьшают отверстие в пластинке 2. Для предотвращения ползучести раствора по стенкам стакана 4 и появления на них кристаллов-паразитов» стенки обмазывают выше уровня раствора парафином или воском, не расплавляющимся при температуре кристаллизации- Ползучесть раствора уменьшается, если кристаллизатор 4 — широкогорлая коническая колба.
Выращивание крупных кристаллов проводят в приборе кристаллизатором 5, находящимся в термостатируемой ванне (рис. 217, в). Кристаллизатор готовят из стеклянной или кварцевой трубки диаметром 50 — 60 мм и длиной 200 — 300 мм. Кони ческое дно кристаллизатора затрудняет рост попавших туда «кристаллов-паразитов».
Камеру 2 делают из органического стекла или прозрачного полипропилена с диаметром на 5 — 6 мм меньшим диаметра кристаллизатора. Ее вставляют с небольшим’ усилием во фторопластовую крышку кристаллизатора до упора в резиновое фиксирующее кольцо 3, надетое на камеру 2. В стен ке камеры высверливают отверстия диаметром 1 — 2 мм с наклоном внутрь камеры, чтобы предотвратить вымывание из вещества мельчайших частичек, создающих новые центры кристаллизации. В камеру 2 помещают крупные кристаллы вещества, из которого выращивают монокристаллы 6. По мере их роста вещество в камере 2 постепенно растворяется и тем самым создается более или менее постоянная степень пересыщения раствора. Раствор в верхней ч асти камеры 2 имеет более высокую температуру, чем раствор в месте роста монокристаллов. Термостатируемую жидкость в сосуд подают через трубку 1.
Более плотный раствор, образующийся при растворении вещества, опускается вниз, переохлаждается и создает необходимое пересыщение для роста монокристаллов. Разность температур порядка 0,2 — 0,5 °С создают тем, что верхнюю часть камеры 2 подогревают ИК-излучателем 4 .
В качестве камеры 2 можно использовать тигли Гуччи (см. рис. 200, б) и стеклянные тигли / (рис. 217, г) с пористой фильтрующей пластинкой, вставляемые в дугу 2 из полиэтилена или органического стекла. Применяют также стеклянные чашки J (рис. 217, д), приваренные к стеклянной палочке 2, укрепляемой в резиновой пробке 1.
Хорошо сформированные кристаллы малорастворимых солей получают с помощью химических реакций в приборах, обеспечивающих встречную диффузию взаимодействующих растворов Например, нитевидные монокристаллы хромата свинца выращивают, используя обменную реакцию
Для этого хлорид свинца 8 (рис. 218, а) помещают на дно пробирки 3 длиной 70 — 80 мм и диаметром около 10 мм. В пр0′ бирку вставляют стеклянную трубочку 1 (диаметр 2-3 мм) закрепленную в двух резиновых пробках 2 и 6 и имеющую под пробкой 2 отверстия 10. На пробку 6 насыпают слой 5 хрома натрия, а сверху его располагают слой стеклянной или полимерной ваты 4. Пробирку заполняют чистой водой.
Рис. 218. Установки для выращивания монокристаллов диффузионным методом Ч на подвеске (б) и на подложке (в)
Кристаллы растут на рамке 7. Замедление встречной диффузии растворов PbCl2 и Na2CrO4 достигают использованием трубки 1 небольшого диаметра, тампона 4 и малорастворимой соли PbCl2.
Выращивание монокристаллов из водных растворов проводят также в термостатируемых химических стаканах, не имеющих дефектов на внутренней поверхности (пятен, царапин, бугорков и т.п.) (рис. 218, б). В стакан 8 заливают слабо пересыщенный раствор, концентрацию которого подбирают такой, чтобы в течение 3-4 сут не наступила массовая спонтанная кристаллизация. Несколько повышенную температуру 38 — 40 °С поддержи-
при помощи термостата 1 и термостатируемого сосуда постоянной (± 0,5 °С) либо медленно охлаждают раствор, прекратив циркуляцию воды из термостата, не останавливая мешалку 3.
В ряде случаев поверхность раствора обдувают воздухом через трубку 2 для медленного испарения растворителя и сохранения степени пересыщения раствора по мере роста монокристалла.
Монокристалл 7 растет на затравочном небольшом кристалике или его осколке, закрепленном на гладкой полимеры нити или тонкой стеклянной палочке 4. Нить или палочкой зародышем приводят в медленное вращение. Затравочный кристалл можно прикрепить к стеклянной палочке 4 при помощи кусочка полиэтиленовой или резиновой трубки 9 (см. рис. б). В этом случае затравочный кристалл 7 утопляют в трубке до упора в палочку. Эластичная трубка не должна набухать в растворе. Применение металлических стержней и проволок для закрепления затравки избегают из-за их коррозии и появления напряжений в контакте с затравкой, вызванных большой тепло проводностью и расширением или сжатием металла при изменении температуры. Контроль за температурой ведут по термометру 5.
Вместо испарения раствора его можно медленно охлаждать чтобы поддерживать очень небольшое пересыщение. Линейная скорость роста кристалла не должна превышать 1 — 2 мм за сутки. Предпочитают в стакане с растущим монокристаллом поддерживать несколько повышенную температуру, так как при этом понижается вязкость раствора и увеличивается скорость диффузии вещества к растущему кристаллу.
Появление мелких кристаллов на дне сосуда мешает росту монокристалла. Их образование следует предотвращать, применяя сосуды с гладкой поверхностью и тщательно отфильтрованными от взвешенных частиц растворами. Не следует допускать, чтобы с поверхности раствора на растущий монокристалл падали мельчайшие кристаллики. Поэтому последний защищают от такого попадания небольшим конусом из тонкого стекла иди полимерной пленки.
По методу Крюгера и Финке выращивание монокристаллов проводят в установке, состоящей из двух сообщающихся сосудах 3 и 6 (рис. 218, в), расположенных в термостатируемых сосудах 1 и 4 . Монокристалл 5 растет в сосуде 6 в непрерывно циркулирующем и перемешиваемом мешалкой 7 растворе. В сосуде расположена найлоновая (или капроновая) сетка 2 с мелкокристаллическим веществом, постепенно растворяющимся по мере понижения концентрации раствора в сосуде 6. Раствор, обогащенный кристаллизующимся веществом, вытекает из сосуда 3 в зону роста монокристалла. В сосудах 3 и б поддерживают разные температуры: T1 > Т2.
Рис. 219. Схемы кристаллизаторов Бриджмена без затравочного кристалла (д) и с затравочным кристаллом (б). Концы ампул для выращивания монокристаллов(в)
Наккен и Ниче предложили сосуд 6 располагать над сосудом. Затравку они укрепляют на стеклянной нити, приваренной к оси выше расположенной мешалки 7. Образующийся в нижнем сосуде 3 пересыщенный раствор при помощи центробежного стеклянного насоса (см. рис. 156) подается вверх в кристаллизационную камеру 6.
Чтобы не повредить полученный монокристалл при извлечении его из кристаллизационной камеры, сначала отсасывают раствор и только затем переносят монокристалл с остатком раствора на влажную фильтровальную бумагу, сложенную в несколько слоев, и слегка обжимают монокристалл фильтровальной бумагой.
Выращивание монокристаллов из расплава проводят разнообразными методами, среди которых наиболее популярными остаются методы Бриджмена, Вернейля, Киропоулоса, Наккена, Обреимова-Шубникова, Стокбаргера, Чохральского и Штёбера.
При использовании метода Бриджмена вещество помещают в верхнюю часть кварцевой ампулы 2 (рис. 219, а) и нагревают ее в горизонтальном положении до полного расплавления содержимого и освобождения его от газов, для чего трубку 9 присоединяют к вакуумной системе . Затем ампулу подбивают в зоне нагрева 1. Загрузка ампулы должна быть такой,чтобы расплав заполнил части 3 и 7 и частично верхний резервуар. После подвешивания ампулы оксидные пленки и механические примеси всплывают на поверхность расплава и будут находится во взвешенном состоянии над перемычкой 8.
Источник: himikatus.ru
Творим оригинальный подарок при помощи химии физики и электроники
Добрый день, уважаемые хабровчане. Так получилось, что я уже довольно долго занимаюсь разработкой электронных устройств на базе микроконтроллеров, микропроцессоров и ПЛИС. Одним из разработанных мной девайсов я хочу с вами поделиться.
Идея
Идея пришла ко мне во время просмотра статей на Википедии, а именно статьи про сульфат меди (медный купорос), в которой есть картинка кристалла, выращенного в домашних условиях.
В процессе обдумывания я пришел к следующему девайсу: выращенный кристалл сульфата меди должен быть помещен в прозрачный стеклянный цилиндр вместе со светодиодом для подсветки и небольшой электронной схемой, которая управляет светодиодом. Кристалл должен медленно разгораться, когда его возьмет в руку человек, светить, пока находится в руке, и через некоторое время после того, как его выпустят из руки гаснуть. Таким образом, на выходе получим красивый и оригинальный сувенир, который можно подарить девушке, друзьям, или оставить себе на память.
В результате реализации получилось следующее:
На видео показан сам кристалл, собранный девайс, и девайс с уже подключенным питанием и прошитим кодом. К сожалению, моя камера не смогла справиться с ярко-синим свечением, в жизни он выглядит намного более красиво.
Теперь я постараюсь кратко изложить процесс создания такого устройства.
Шаг 1: выращиваем кристалл
Из школьного курса физики мы помним, что растить кристаллы солей из водных растворов нетрудно. Для этого достаточно изготовить насыщенный раствор выбранной соли (в данном случае – медного купороса), внести в него кристаллик-затравку и подождать несколько дней. Разумеется, сразу возникают два вопроса: где взять медный купорос и где взять кристалл-затравку.
Медный купорос можно приобрести в любом магазине для садоводов. Если не ошибаюсь, его используют ни то как средство от вредителей, ни то как средство от болезней растения. Стоит он около 100 рублей за 500 гр. баночку. Также, можно приобрести его непосредственно у поставщика химических реактивов, в процессе гугления я натолкнулся на хим. склад в Москве, где продают купорос по цене около 120 рублей за килограмм.
Где бы вы его ни купили, в итоге у вас окажется пакетик с голубым порошком.
500 грамм для нашей цели будет более чем достаточно.
Следующее, о чем нам необходимо позаботиться – о кристалле-затравке. Это небольшой кристаллик, на котором будет оседать сульфат меди из раствора, и который в последствие вырастет до довольно внушительных размеров (кстати, если есть желание, можно вырастить кристалл намного большего размера, чем тот, что продемонстрировал я, процесс не будет отличаться, нужно будет просто подождать подольше). Затравку мы получим из насыщенного раствора купороса.
На помощь опять приходит википедия с графиком растворимости купороса в зависимости от температуры:
Как мы видим, с ростом температуры растворимость существенно увеличивается, поэтому возьмем стакан-полтора воды, выльем в кастрюлю и поставим на огонь. Совсем не обязательно доводить воду до кипения, нам хватит и 70-80 градусов. Когда вода окажется достаточно нагретой, начнем сыпать в нее купорос, постоянно помешивая. Необходимо продолжать добавлять сульфат меди в воду до тех пор, пока он не перестанет в ней растворяться. После этого перельем теплый раствор в любую подходящую посуду, я для этого пользовался довольно широкими пластиковыми упаковками от сыра «виола»
Теперь нам остается только ждать. Т.к. центров кристаллизации, кроме стенок, нет, процесс может затянуться. В результате охлаждения и испарения раствора на стенках сосуда начнут осаживаться небольшие кристаллы медного купороса.
Наша задача на данный момент – отобрать наиболее красивый кристалл достаточного размера, чтобы его можно было обвязать ниткой. Вид кристалла – дело вкуса, но я лично предпочитаю небольшие друзы монокристаллам и большим неряшливым скоплениям. В процессе роста друза из 4-5 монокристаллов, по моему мнению, становится куда более красивой, нежли один большой монокристалл или непонятный «ежик» из десятка, поэтому я проверял емкость каждые 1-2 часа в поисках наиболее подходящих кандидатов.
Итак, после 4-5 часов у нас появился небольшой кристалл-затравка. Его нужно аккуратно обвязать ниткой (не наматывайте на него кокон, достаточно одной петли, иначе нитки будут препятствовать росту кристалла). Второй конец нитки наматываем на карандаш и удаляемся на кухню, готовить насыщенный раствор второй раз.
На этот раз нам надо приготовить его достаточно, чтобы залить в подходящую банку, в которой наш кристалл-затравка сможет висеть, не касаясь стенок и дна даже после 4х дней роста. В остальном технология та же – подогреваем воду и сыпем в нее купорос до тех пор, пока он не перестает растворяться. Далее немного остужаем раствор и выливаем в подготовленную банку (которую желательно перед этим тоже слегка прогреть теплой водой, чтобы не допустить быстрой кристаллизации раствора на стенках) и опускаем в нее затравку, кладя карандаш поперек горлышка банки и следя за тем, чтобы кристалл не касался стенок и дна. Банку ставим в какое-нибудь не очень теплое и не очень холодное место, например, на полку, и первый шаг практически закончен!
Нам остается только подождать несколько дней, пока кристалл не вырастет до нужных нам размеров. Вынимать надолго кристалл из раствора не рекомендуется, но достать и проверить как идет процесс роста вполне можно. Также не помешает очищать нитку от оседающих на нее мелких кристаллов, чтобы они не испортили форму затравки.
Необходимо учитывать одну вещь: водные кристаллы нестабильны и склонны к выветриванию – из них испаряется вода, в результате чего красивый кристалл постепенно покрывается белым налетом и в итоге рассыпается порошком. Чтобы сохранить кристалл как можно дольше, можно принять следующие меры:
1) Покрыть кристалл лаком. Это не панацея, но все же продлит жизнь кристалла на несколько месяцев.
2) Хранить кристалл в герметичной таре. Тоже не спасет, но в сочетании с первым способом даст кристаллу с год жизни, а то и больше.
3) Самый лучший способ – залить кристалл прозрачной органической жидкостью, например, каким-нибудь прозрачным маслом. В таком сосуде кристалл будет сохраняться очень долго.
На этом пока все, в следующих двух статьях речь пойдет о конструкции девайса, разработке его электронной части и прошивки.
Источник: habr.com