Способ получения кристаллов

 

Использование: в лазерной технике в качестве преобразователей частоты лазерного излучения. Сущность изобретения: способ включает выращивание из раствора, помещение кристалла после полного завершения процесса роста без контакта с атмосферой из ростовой среды в герметизирующую жидкость, химически не взаимодействующую с раствором и имеющую одинаковую с ней температуру, выдержку в этой жидкости и охлаждение. Причем помещение кристалла в жидкость осуществляют путем вытеснения ростового раствора последней. Способ позволяет получить крупные (до нескольких десятков кубических сантиметров) ненапряженные, без трещин органические кристаллы с естественным габитусом и отсутствием травления на гранях.

Изобретение относится к выращиванию из растворов кристаллов органических соединений, используемых в нелинейной оптике и лазерной технике.

Известно, что при выращивании кристаллов из растворов при температурах, превышающих комнатную, ряд кристаллов растрескивается при хранении, в процессе обработки. Для снижения внутренних напряжений кристалл подвергают послеростовой обработке-отжигу. Для этого, например, из кристаллизационного объема удаляют раствор и выдерживают кристалл при температурах, равных или выше температуры роста, затем температуру снижают до комнатной и кристалл извлекают из кристаллизационного объема [1] Однако при получении органических кристаллов в процессе удаления раствора в кристаллизационный объем засасывается воздух, температура которого отлична от температуры раствора, при этом в ростовом обьеме нарушается однородность теплового поля. Последнее вызывает растрескивание органических кристаллов, обладающих низкой теплопроводностью. Кроме того, невозможность полного удаления органического раствора приводит к нарушению поверхности выращенного кристалла либо всползающей кристаллизацией, либо растворением в парах растворителя.

Известен способ выращивания кристаллов КДР, в котором одной из промежуточных операций является помещение кристалла без контакта с атмосферой из ростовой среды в герметизирующую жидкость, химически не взаимодействующую с раствором, с последующим нагревом и охлаждением [2] Затем кристалл перемещают в основной раствор и продолжают рост.

В соответствии с данным способом предотвращается образование паразитных кристаллов, однако не обеспечивается снижение внутренних напряжений выращенного кристалла, возникающих при его охлаждении от температуры роста до комнатной.

Целью изобретения является предотвращение растрескивания выращенных органических кристаллов и увеличение их размеров.

Согласно изобретению после полного завершения процесса роста кристалл помещают без контакта с атмосферой из органического раствора в герметизирующую жидкость, химически не взаимодействующую с раствором и имеющую одинаковую с ним температуру, выдерживают в этой жидкости, а затем охлаждают. Причем помещение кристалла в жидкость осуществляют путем вытеснения ростового раствора последней. Для этой цели хорошо подходят инертные минеральные масла, например вазелиновое масло. Вследствие достаточной вязкости оно не смешивается или смешивается очень медленно с большинством органических растворителей. При этом в зависимости от соотношения плотностей масло либо вытесняет раствор, либо его наливают сверху на раствор, который затем сливают через сифон.

После завершения процесса послеростовой обработки-отжига и удаления масла кристалл имеет естественный габитус и непротравленные грани, так как взаимодействие кристалла с маслом исключается подбором последнего.

П р и м е р 1. Кристалл м-нитроанилина выращен из раствора (ацетон-бензол) методом испарения при 40^оС. Вазелиновое масло, нагретое до 40^оС, по трубке заливают на дно кристаллизационного объема и оно вытесняет ацетон-бензольный раствор, находящийся в верхнем слое. Выращенный кристалл выдерживают в масле 5 ч, затем охлаждают со скоростью 0,3^оС/ч до комнатной температуры. После этого кристалл вынимают. Pазмеры кристалла: 15х25х30 мм³. Визуально на поверхности кристалла следы травления не наблюдаются, трещины в объеме отсутствуют.

П р и м е р 2. Кристалл 3-метил-4-нитропиридин-1-оксида выращен из метилацетата методом снижения температуру от 40 до 25^оС. Вазелиновое масло при 25^оС заливают сверху на раствор, после этого нижний слой (раствор) через сифонную трубку сливают. Кристалл в масле нагревают со скоростью 5^оС/ч до начальной температуры со скоростью 0,3^оС/ч. После этого кристалл вынимают и вытирают от масла мягкой тканью. Размеры кристалла: 20х25х50 мм³. В кристалле отсутствуют визуально наблюдаемые трещины и следы травления на гранях.

Предлагаемый способ позволяет получить крупные (до нескольких десятков кубических сантиметров) ненапряженные, без трещин органические кристаллы с естественным габитусом, с отсутствием травления на гранях, что позволяет изготовлять из кристаллов оптические элементы высокого качества.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ, включающий выращивание из раствора, помещение кристалла из ростовой среды в герметизирующую жидкость, химически не взаимодействующую с раствором и имеющую одинаковую с ним температуру, без контакта с атмосферой, выдержку в этой жидкости и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью предотвращения растрескивания выращенных органических кристаллов, помещение в герметизирующую жидкость и выдержку осуществляют после полного завершения процесса выращивания кристалла, причем помещение кристалла в жидкость осуществляют путем вытеснения ростового раствора последней.