Для современных высоких технологий монокристаллы представляют особый интерес. Ведь свойства любого твердого тела зависят не только от состава, но и от структуры, которая у монокристаллов отличается наибольшей стабильностью. И потому монокристаллы обладают многими куда более качественными характеристиками, нежели те же технически чистые вещества, но с поликристаллической структурой. В частности, более высокой эрозионной и коррозионной стойкостью, лучшей совместимостью с некоторыми агрессивны ми средами, малым газоотделением при нагревании, а также более высокой пластичностью при одновременной устойчивости формы.

Высокочистые монокристаллы тугоплавких металлов и их сплавов и соединений позволяет получать метод, разработанный специалистами Института металлургии и материаловедения имени А.А.Байкова Российской академии наук, - зонная плазменно-дуговая плавка.

Методом зонной плазменно-дуговой плавки можно получать высокочистые металлические монокристаллы из сырья с высоким содержанием примесей, и притом достаточно больших размеров. Например - кристалл вольфрама диаметром до 50 мм и длиной до 300 мм. Удается даже получать крупные монокристаллы заданной формы - скажем, в виде труб или пластин.


В создаваемой между электродом (вверху) и вольфрамовой "затравкой" (внизу) плазменной дуге температурой около 3000 градусов Цельсия плавится подаваемый (справа) вольфрамовый стержень. Из падающих на "затравку" капель расплавленного металла постепенно образуется монокристалл вольфрама.

И, наконец, при помощи разработанного в институте метода из расплава были впервые в мире выращены монокристаллы таких химических соединений (карбидов и боридов), которые оказались более тугоплавкими, чем вольфрам - самый тугоплавкий в мире металл.

На основе высокочистых монокристаллов молибдена и вольфрама в институте разработаны сплавы для деталей, применяемых в СВЧ-технике: анодов, спиралей, подогревателей, сеток и т.д. Пластичность этих материалов позволила обеспечить необходимую точность геометрии деталей, а высокая устойчивость формы - долговечность работы приборов без изменения рабочих параметров.

ЧИСТЫЙ ВЫХЛОП БЕЗ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

К созданным в институте новым материалам проявляют интерес специалисты, работающие в области ядерной физики, физики твердого тела, а также занятые использованием материалов для работы в агрессивных средах.