Нитевидные Кристаллы

("усы", виcкерсы), монокристаллы в виде игл или волокон. Размеры Н. К. В одном направлении во много раз больше, чем в остальных. Типичная длина от 0,5 мм до неск. Мм, диаметр 0,5-50 мкм. Форма поперечного сечения Н, к. Зависит от типа кристаллич. Ячейки данного соед. И м. Б. Треугольной, квадратной, шестиугольной и др. Иногда Н. К. Имеют вид тонких трубок, лент, пластинок иди спирально свернутдго "рулета". Наиб. Изучены Н. К. Кремния, углерода (графит), металлов, оксидов Аl и Zr, карбидов Si, В, Hf и W, нитридов Аl и В (см. Табл.). Н. К. Характеризуются высокой однородностью и совершенством структуры и пов-сти. В очень тонких (диаметр <. 1 мкм) Н. К., как правило, нет дислокаций, у них высокосовершенная пов-сть. С увеличением размеров кристаллов в процессе роста могут образовываться дислокации, на пов-сти кристаллов часто наблюдаются ступени роста и ДР-дефекты (см.

Дефекты в кристаллах). СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ НИТЕВИДНЫХ КРИСТАЛЛОВ * Разброс значений определяется размерами Н. К, и методом выращивания. Бездислокационные Н. К. Существенно отличаются по своим мех. И физ. Св-вам от обычных монокристаллов и поликристаллич. Материалов. Так, макс. Прочность Н. К. Обычно составляет не менее 20-30% от теоретической, модуль упругости достигает теоретич. Значений для монокристаллов c идеальной структурой. Кроме обычной статич. Прочности Н. К. (особенно очень тонкие) отличаются большой усталостной прочностью, способностью выдерживать упругие деформации до ~ 3% и сохранять свою прочность при т-рах, близких к т-рам плавления. Особые тепловые, электрич. И магн. Св-ва металлических Н. К. Также объясняются высоким совершенством их пов-сти.

Так, они обладают более высокой теплопроводностью и электрич. Проводимостью, чем обычные монокристаллы. Коэрцитивная сила тонких ферромагнитных Н. К. Также значительно выше-для Fe она достигает 40 кА/м. У относительно толстых Н. К. Вблизи поверхностных дефектов часто зарождаются домены, что вызывает уменьшение коэрцитивной силы. Осн. Способы выращивания Н. К.-осаждение из газовой фазы и кристаллизация из р-ров и расплавов по методам монокристаллов вырвщивания. Н. К. Образуются вследствие высокой скорости роста в определенном кристаллографии, направлении, напр. По нормали к плотноупакованной грани. Скорость удлинения во много раз больше, чем скорость роста обычных кристаллов (в газовой фазе обычно ок. 0,01 мм/с, иногда 1-2 см/с), Рост Н.

К. Может происходить из газовой (паровой) фазы, р-pа, расплава или твердой фазы. Рост из газовой фазы осуществляется путем конденсации паров либо вследствие р-ций разложения летучих в-в (хлоридов, силанов и др,). Рост из газа или пара в системе пар-жидкость-кристалл (ПЖК-метод) происходит е вершины кристалла через про-межут. Жидкую фазу, находящуюся на вершине кристалла в виде капли, содержащей перееыщ. Р-р кристаллизующее гося в-ва в р-рителе. Кристаллизующееся в-во диффундирует в зту каплю, осаждается на границе жидкость - кристалл, а капля остается на вершине. По этдму механизму Н. К. Растут на тех участках. К.-л. Подложки, на к-рой есть р-ритель. При росте Н-К- из ргров или твердой фазы существ. Роль играют винтовые дислокации, по к-.рым и происходит преимуществ.

Рост кристалла. При этом вершина или основание (напр., при роете из твердой фазы на пов-сти металлов) Н. К. Имеет незарастающую ступеньку, воспроизводящую себя по мере поступления в-ва. В-во к вершине кристалла поступает диффузионно вдоль боковой пов-сти или непосредстренно осаждается на эту вершину. В нек-рых случаях росту Н. К. Из р-ров способствуют длинноцепочечные молекулы (напр., полимеров), к-рые, адсорбируюсь на боковых гранях Н. К., тормозят рост во всех направлениях, кроме одного. РОСТ Н. К, из расплавов осуществляется гл. Обр. Направленной кристаллизацией. Существуют и др. Методы выращивания, напр. Электролиз с образованием кристаллов на электродах. В нек-рых случаях Н, к. Выращивают на подложке из армирующего волокна и В таком виде используют (напр., "вискеризован-ные" углеродные волокна).

Ленточные, а также трубчатые Н. К. Чаще всего образуются из газовой фазы. В их образовании также могут играть роль разл. Несовершенства структуры-дислокации (особенно винтовые), дефекты упаковки, микродвойники и др. Н. К. Применяют при изготовлении разл. Датчиков (миниатюрные термометры, тензодатчики, датчики Холла, дози-метрич. Датчики), автоэмиссионных катодов, в качестве армирующих компонентов в высокопрочных композиционных материалах с металлич., керамич. И полимерными матрицами. Лит. Бережкова Г. В., Нитевидные кристаллы, М., 1969. Современные композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана и Р. Крока, пер. С англ., М., 1970. Монокристалльные волокна и армированные ими материалы, пер. С англ., М., 1973. Келли А., Высокопрочные материалы, пер.

С англ., М., 1976. Гиваргизов Е. И., Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара, М., 1977. Наполнители для современных композиционных материалов, пер. С англ., М., 1981. Сыркин В. Г., Материалы будущего. О нитевидных кристаллах металлов, М., 1989. К. Е. Перепелкин. .