15 / 21
О.В. Щерица, А.О. Гусев, О.С. Мажорова
132
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 5
щается в ампулу, на дне которой расположена затравка состава
0
0
1
A B C.
x x
Торцы
ампулы охлаждаются по закону
0
( )=
T t T t
до температуры
2
,
T
затем система
выдерживается при постоянной температуре. Здесь
>0
T
характеризует степень
недосыщения жидкой фазы. Боковая поверхность ампулы теплоизолированная
1
.
При таком режиме выращивания насыщение раствора происходит как за счет
понижения температуры, так и за счет растворения затравки, в результате кото-
рого в жидкую фазу поступает дополнительный материал (рис. 6). С течением
времени раствор в окрестности границы раздела фаз становится насыщенным, и
продолжающееся понижение температуры приводит к смене растворения ростом
кристалла при
=10, 5
t
мин. Вблизи фронта кристаллизации выстраивается кон-
центрационный градиент, способствующий росту кристалла
( =14, 5
t
мин).
Эволюция состава в системе на этапе, когда охлаждение ампулы прекраще-
но, представлена на рис. 7. Расчеты показывают, что происходит рост кристалла
постоянного состава. При этом предварительное подрастворение подложки
приводит к тому, что в твердой фазе присутствует зона, в которой концентра-
ция AC заметно отличается от начального состава подложки. Высота и ширина
концентрационного «всплеска» уменьшаются с течением времени за счет диф-
фузии в твердой фазе. Вследствие большой длины ампулы и достаточно малого
коэффициента диффузии в жидкой фазе в окрестности фронта кристаллизации
наблюдается зона локального пересыщения раствора.
__________________
1
В расчетах использованы те же параметры, что и для изотермических режимов.
Рис. 6.
Содержание AC в твердой фазе и состав жидкой фазы соединения
K,
K/мин,
при
t
= 1 с (
1
), 1 мин (
2
), 10,5 мин (
3
) и 14,5 мин (
4
)