Jaki jest proces Czochralskiego?

Proces Czochralskiego jest metodą produkcji pojedynczych kryształów, stałych kawałków materiału o jednolitej matrycy kryształowej.Takie kryształy są słynnie w budowie elementów elektronicznych, a także w badaniach naukowych oraz szeregu innych zastosowań, w których potrzebny jest wysokiej jakości kryształ o jednolitej matrycy.Na przykład jubilerowie mogą korzystać z procesu Czochralskiego w tworzeniu wysokowydajnych kamieni szlachetnych do swoich projektów, podobnie jak obiekty badawcze, które potrzebują materiałów takich jak Diamond w laboratorium, przy użyciu tej techniki.

Proces ten jest nazwany na nazwę dla aPolski badacz, który odkrył to na początku XX wieku.Zaczyna się od stopienia składników kryształów w tyglu zdolnym do tolerowania wyjątkowo wysokich temperatur.Tygiel jest zazwyczaj ustawiany w zamkniętym piecu z bardzo precyzyjną kontrolą temperatury.Wysoka kontrola ma kluczowe znaczenie, ponieważ proces zawiedzie, jeśli mieszanina jest zbyt gorąca lub zbyt zimna, a bardzo dokładne czujniki mogą być umieszczone w kilku lokalizacjach w celu monitorowania zmian temperatury.

Gdy mieszanina jest podgrzewana z dowolnym domieszką i innymi dodatkami, które mogąBądź konieczny, technik może ostrożnie obniżyć pręt z kryształem nasion.Zwykle odbywa się to przy użyciu sprzętu mechanicznego, a nie ręcznie.Następnie pręt jest ostrożnie i bardzo powoli wycofany, gdy mieszanina tworzy stałą matrycę wokół kryształu nasion.Wynikiem końcowym procesu Czochralskiego powinien być stały dziennik materiału, z niektórymi pozostałymi na dnie tygla.

W ustawieniach, w których temperatura wzrasta zbyt wysoka, kryształ nasion może się topić.Wprowadzenie kryształu w niskich temperaturach może powodować przedwczesną krystalizację całej zawartości tygla, wraz z pęknięciami, liniami pęknięć i innymi zanieczyszczeniami.Ten proces jest powolny;Wycofanie kryształu nasion jest mierzone w milimetrach na godzinę.Ostrożna kontrola potrzebna w całym procesie Czochralskiego może przynieść bardzo wysokiej jakości kryształy o minimum zanieczyszczeń.

Koszty produkcyjne mogą zależeć od potrzebnych surowców i wielkości kryształu.Większe kryształy są trudniejsze do rozwoju i wymagają większego stopnia kontroli.Niektóre surowe elementy są bardzo drogie.Kryształy procesowe Czochralskiego są chemicznie identyczne z formacjami naturalnymi, ale mają znacznie wyższą jakość i niezawodność.Jest to zwykle pożądane w ustawieniach takich jak laboratoria i producenci elektroniki, ale jubilerzy czasami mają trudności z sprzedażą kamieni uprawianych w laboratorium ze względu na preferencje konsumentów dla naturalnych kamieni.