Molybdenum et Tungsten in sapphiro cristallo incrementum industriae

Sapphira dura est, renitens et fortis materia cum magna temperatura liquescens, chemica late pigra est, et iucunda proprietates opticas ostendit.Ideo sapphirus multis applicationibus technologicis adhibetur ubi praecipuae industriae agri sunt perspectivae et electronicae.Hodie maxima pars sapphiri industrialis industrialis productio ductus et semiconductoris subiecta subiecta adhibetur, adhibita uti fenestras vigiliarum, telephonicas partes mobiles vel scannatores codicillos, pauca exempla nominare [1].Hodie, variae methodi ut singulae crystallis sapphirus crescendi in promptu sint, bene consideratio exempli gratia in [1, 2] inveniri potest.Attamen tres methodi crescentes Kyropoulos processus (KY), methodus caloris commutationis (HEM) et incrementum cinematographicum cinematographicum definitum (EFG) rationem plus quam 90% de capacitatibus sapphiri mundani productionis.

Primus conatus synthetice crystalli productus 1877 pro parvis pyropi unius cristalliis factus est [2].Prompte anno 1926 processus Kyropoulos repertus est.In vacuo operatur et permittit ut magnas figurae cylindricae boues altissimae qualitatis producere sinat.Alius interesting sapphirus modus crescentis est in margine definitae cinematographicae incrementum.Ars EFG in alveo capillari nititur, quae liquido liquefacto referta est, et cristallum sapphirinum formari sinit, ut virgae, fistulae vel schedae (etiam vittae appellatae).E contra his modis methodus commutationis caloris, quae nuper anno 1960 nata est, permittit ut magnae sapphiri boules intus oriantur uasculae in modum uasculi per calorem definitum ab imo extractionem.Quia sapphirus boule adhaeret uas in fine processus crescentis, boules resiliunt ad processum frigidum et uas semel tantum adhiberi potest.
Quaelibet ex his cristallus sapphirus technologiae crescens communes habent partes quae nuclei - praecipue uasculae altae temperaturae metalla refractoria requirunt.Secundum methodum crescentem uasculae molybdaeno vel tungsten fiunt, sed metalla quoque late adhibentur ad resistendum calentium, sarcinis morientium et scutulatorum zonae calidae [1].Nihilominus in hac charta disputationem nostram de KY et EFG tractamus, quandoquidem testae impressae in his processibus adhibentur.
In hac relatione exhibemus indolem materialem studiorum et inquisitionum super condiciones materiae pressae-insertatis sicut molybdenum (Mo), Tungsten (W) et admixtiones eius (MoW).In prima parte umbilicus noster est summus temperatus notitia mechanica et ductilis ad fragilis transitus caliditatem.Complementaria ad mechanicas proprietates thermo-physicas studuimus, id est coefficiens expansionis scelerisque et conductivitatis scelerisque.In secunda parte studia in superficie condiciones technicae speciei exhibemus ad meliorem resistentiam uasculis repletis aluminis liquefactis.In tertia parte referimus de mensuris udorum angulorum liquoris aluminis in metallis refractoriis sub MMC °C.Experimenta in Mo, W et MoW25 mixturae (75 wt.% molybdaeni, 25 wt% tungsten) peraguntur, et dependentiae in diversis conditionibus atmosphaericis studuerunt.Itaque ex investigationibus nostris MOW quasi interesting materiam in sapphiri incremento technologiae proponamus et ut potentiale alternatio ad molybdenum purum et tungsten.
Summus temperatus proprietatibus mechanicis et thermo-physicis
Sapphirus cristallinus incrementum methodorum KY et EFG facile inserviunt plusquam 85% quantitatis sapphirae mundorum communicant.Utroque modo, liquor alumina in catulis pressis-interpressis ponitur, typice ex Tungsten factus pro processu KY et molybdaeno pro processu EFG.Crucibles sunt partes systematis criticae pro his processibus crescentibus.Intendens opinionem ad libitum tungstenum uasculorum in KY processu posse minuere necnon vitam molybdaeni uasculorum in processu EFG augere, produximus et probauimus praeterea duas mixturas MoW, id est MoW30, continentes 70 wr.% Mo et 30 wr. %W et MoW50, continentes 50 wr.% Mo et W uterque.
Pro omnibus characterisation materialibus studiis inpressis notis Mo, MoW30, MoW50 et W. Tabellas densitates et mediocris magnitudinum frumenti congruentibus statuum materialium initialibus ostendi.

Tabula I: Summarium de materiis impressis adhibitis pro mensuris in proprietatibus mechanicis et thermo-physicis.Mensa ostendit spissitudinem et mediocris grani magnitudinem in statuum materiarum initialium

MOW

Quia uasculae diuturnae temperaturis expositae sunt, probatas distrahentes probationes elaboratas praesertim in calidis temperaturis inter M°C et MMC°C vagantes perduximus.Figura 1 hos proventus pro Mo, MoW30, et MoW50 compendiat, ubi 0,2% vires cedunt (Rp0.2) et longitudo ad fracturam (A) ostenditur.Ad comparationem, punctum data W impressi-impressi indicatur sub 2100 °C.
Specimen solidi solutum Tungsten in molybdeno Rp0.2 expectatur ad augendam Mo materiali comparatam puram.Pro temperaturae usque ad 1800 °C et MoW mixturae saltem 2 temporibus Rp0.2 altiorem ostendunt quam pro Mo, vide Figura 1(a).Pro superioribus temperaturis solum MoW50 ostendit signanter emendatus Rp0.2.Press-sinted W ostendit summum Rp0.2 in 2100 °C.Experimenta distrahentes etiam A ostendunt ut in Figura 1(b).Ambae MoW admixti simillimam elongationem ad valores fracturae demonstrant, qui proprie dimidiati Mo sunt. Relative princeps A tungsten ad 2100 °C causari debet ex structura subtilioris grani cum Mo comparato.
Ut ductile ad fragilem transitum temperatura (DBTT) admixtorum pressorum molybdeni tungsten impressorum determinaret, etiam mensurae in angulo flexionis ad varias probationes temperaturae deductae sunt.Eventus in Figura monstrantur 2. DBTT cum contentus tungsten augescit.Dum DBTT of Mo est relative humilis circa 250 °C, admixtiones MoW30 et MoW50 ostendunt DBTT circiter 450 °C et 550 °C, respective.

MoW30

 

MoW50

Completiva ratione mechanicae rationis etiam proprietates thermo-physicas studuimus.Coefficiens expansionis scelerisque (CTE) mensurata est in virga dilatometro ventilato [3] in range temperatura usque ad 1600 °C utens specimen cum 5 mm et 25 mm longitudinis.Mensurae CTE illustrantur in Figura 3. Omnes materiae simillimam dependentiam CTE temperatura increscente monstrant.Valores CTE pro admixtionibus MoW30 et MoW50 inter Mo et W sunt valores. Quia residua porositas materiae pressae sine interspersis est discontinua et cum parvis singulis poris, CTE adeptus est similis materiae densitati, qualia sunt schedae et schedae. caesus est[4].
Sceleris conductivity of materiarum pressorum insinatorum consecuta est metiendo diffusitatem tam thermarum quam caloris speciminis specifici cum Ø12,7 mm et 3.5 mm crassitudine utendi methodi mico laseris [5, 6].Nam materiae isotropicae, ut materiae pressae, specificae caloris eadem methodo metiri possunt.Mensurae in spatio temperatura inter 25°C et 1000°C comprehensae sunt.Ad scelerisque conductivity computare usi sumus praeter densitates materiales sicut in Tabula I ostensum est et densitates independens temperaturas assumere.Figura 4 ostendit conductivity scelerisque pro-inpressi Mo, MoW30, MoW50 et W. Conductivity scelerisque.

 

Mo1

admixtorum MoW humilior est quam 100 W/mK omnibus temperaturis exploratis et multo minor quam cum molybdeno puro et tungsten comparato.Insuper conductivitates Mo et W cum temperatura augendo decrescebant dum conductivity MoW offensionis valores augescentes cum temperatura augendo indicat.
Causa huius differentiae in hoc opere investigata non est, et erit pars investigationum futurarum.Notum est in metallis dominari partem conductivitatis scelerisque in low temperaturis phonon conlationem esse dum in calidis temperaturis electronico gas conductivity scelerisque dominatur [7].Phonones materialibus imperfectionibus et defectibus afficiuntur.Attamen augmentum conductivitatis scelerisque in iugi temperatura humilitatis observatur non solum in admixtionibus MoW sed etiam pro aliis materiis solidi-solutionis, sicut eg tungsten-rhenium [8], ubi electronica contributionis munus magni ponderis agit.
Comparatio proprietatum mechanicarum et thermo-physicarum ostendit MOW esse interesting materiam applicationis sapphiri.Pro caliditatibus > MM °C vires cedunt altiores quam molybdenum et longiores vitae uasculorum factibilis esse debent.Sed materia magis fragilis fit et machinis et tractationibus adaptari debet.In signanter reducta scelerisque conductivity of preme-inpressi MoW ut in Figura 4 demonstratum est indicat parametros caloris et refrigerantis fornacis crescentis necessariam esse.Praesertim in periodo caloris, ubi alumina liquefieri debet in cacabulo, calor non nisi per uas ad suam rudis impletionem transfertur.Reducta scelerisque conductivity MOW censeri debet vitare accentus scelerisque in cacabulo altos.Circumspectio CTE valorum MoW admixtorum est interesting in contextu methodi crystalli crescentis HEM.Sicut dictum est de [9] CTE de Mo causat sonum sapphiri in tempore frigido.Ergo CTE of MoW stannum reductum esset clavis ad cognoscendum uasculas usuabiles re- ductae ad processum HEM.
Superficies condiciones metallorum refractariis-inpressi
De quibus in introductione, uasculis impressis-inpressis saepe in sapphiro cristallo processuum incrementi adhibentur ad calefaciendum et alumina paulo superius 2050 °C custodiendam liquefaciunt.Una magna postulatio pro qualitate sapphiri finalis crystalli est, immunditias et bullas gasi in liquefactione quam maxime infimas servare debet.Partes pressae-inpressae habent poros residuas et subtiliorem structuram ostendunt.Haec structura subtilis grani cum porositate clauso fragilis est ad corrosionem metalli auctam praecipue per liquefactionem oxidicam.Alia quaestio de crystallis sapphiris sunt parvae bullae gas intra liquefacientes.Formatio bullae gasi augetur aucta asperitate superficiei refractoriae partis quae cum liquefacto continuatur.

Ad has quaestiones deprimentium materias superandas curatio superficiei mechanica utimur.methodum probavimus cum premente ferramento ubi fabrica ceramica superficiem laborat sub certa pressione partis pressae impressae [10].Accentus efficax impressio super superficiem est reciproce pendens a contactu superficiei instrumenti ceramici in hac superficie conditionis.Cum hac curatione vis magna pressio localiter applicari potest materiae pressae et inpressae superficiei materiali plastice deformata est.Figura 5 exemplum exhibet speciminis molybdeni impressi, quod cum hac arte factum est.
Figura 6. ostendit qualitatem dependentiam accentus efficax in pressione instrumenti.Notitia derivata sunt ex mensuris statice impressionis instrumenti molybdaeno presso impresso.Linea data ad nostrum exemplar aptum repraesentat.

moly sheet

plures sampleplures sample

 

Figura 7 eventus analysi compendiose ostendit propter asperitatem superficiei et mensuras duritiem superficiei sicut functionem pressionis instrumenti ad varias materias pressas-inpressas sicut discos praeparatas.Ut patet in Figura 7(a) curatio resultat in obduratione superficiei.Duritia utriusque materiae probatae Mo et MoW30 per circiter 150% augetur.Altum enim instrumentum pressuris duritiem non amplius auget.Figura 7(b) ostendit valde leves superficies cum Ra tam infima quam 0.1 µm pro Mo esse posse.Mo pressionum asperitas iterum augendi instrumentum auget.Quia MoW30 (et W) materiae duriores sunt quam Mo, consecuti Ra valores MoW30 et W plerumque 2-3-plo altiores sunt quam Mo. Contra Mo, asperitas superficies W decrescit applicando superiorum pressorum instrumentorum intra probata modulo patens.
Nostra microscopia explorans electronica (SEM) studia superficierum conditionata data asperitatis superficiei confirmant, vide Figure 7(b).Sicut in Figura 8(a) depingitur, imprimis pressurae altae instrumentorum ad damna superficiei frumenti et microcracks ducere possunt.Conditiones accentus in altissima superficie etiam frumenti remotionem a superficie causare possunt, vide Figure 8 (b).Similia effectus observari etiam possunt pro MOW et W in quibusdam parametris machinis.
Studere effectum superficiei conditionis technicae quod attinet ad structuram superficiei frumenti et ad eius temperaturas mores, exempla furnum paravimus e tribus orbis discis Mo, MoW30 et Rev.

SEM

Specimina tractata sunt pro 2 horis in diversis probatis temperaturis in iugi DCCC °C ad MM°C et microsectiones ad analysin microscopiae lucis paratae sunt.
Figura 9 microsectionum exempla molybdaeno presso-inpressi ostendit.Status superficiei tractatae initialis in Figura 9(a).Superficies ostendit stratum fere densum intra positionem circiter 200 µm.Infra hanc iacum structuram materialem typicam cum pororum sinteringorum conspicuum est, porositas residua circiter 5% est.Porositas residua mensurata intra stratum superficiei bene infra 1% est.Figura 9(b) ostendit structuram frumenti post furnum pro 2 h sub 1700 °C.Crassitudo stratorum superficiei densae crevit et grana sunt maiora substantialiter quam grana in volumine, quae superficies condiciones non modificantur.Hoc stratum crassum valde densum efficax erit ad meliorandum resistentiam repentinae materiae.
Temperatura dependentia iacuit superficiei quod attinet ad crassitudinem et magnitudinem grani variis pressionibus instrumentorum.Figura 10 exempla repraesentativa ostendit pro crassitudine superficiei layer pro Mo et MoW30.Sicut in Figura 10(a) illustratum est, crassitudo superficiei initialis a machinis instrumentorum paroeciarum crassitudine pendet.In furnum temperatura supra 800 °C iacuit superficies Mo crassitudo crescere incipit.Ad MM °C iacuit crassitudo valorum 0.3 ad 0.7 mm pervenit.Ad MoW30 augmentum superficiei iacuit crassitudinis solum in temperaturis supra 1500 °C observari potest ut figura 10(b).Nihilominus in MM °C stratum MoW30 crassities MoW30 simillimum est.

superficies

annealing

Velut crassitudo analysis strati superficiei, Figura 11 ostendit magnitudinem mediocris magnitudinis datae Mo et MoW30 in strato superficiei ut functio furnum temperaturarum.Ut ex figuris colligi potest, magnitudo frumenti est - intra dubitationem mensurae - independentem applicatae parametri.Augmentum frumenti magnitudo indicat incrementum frumenti abnormalis superficiei iacuit causatum deformatio superficiei.Molybdeni grana in temperaturis supra 1100 °C examinibus crescunt et granorum magnitudo fere 3 temporibus ad 2000 °C maiora cum magnitudine frumenti initiali crescunt.MOW30 grana superficiei iacuit conditionata crescere incipient supra temperaturae 1500 °C.In probatione temperatura MM °C mediocris magnitudinis frumenti mediocris circiter 2 temporibus magnitudinum frumenti initialis est.
In summa, investigationes nostrae in superficie condiciones technicae ostendunt bene valere ad molybdaenum mixturae mixturae pressae depressae.Hoc modo utens, superficies cum duritie aucta necnon superficies laeves cum Ra bene infra 0.5 µm obtineri possunt.Haec proprietas maxime prodest ad reductionem gasi bullae.Porositas residua in strato superficiei prope nulla est.Investigationes annnales et microsectiones ostendunt valde densum stratum superficiei cum typica crassitudine 500 μm obtineri posse.Hinc machinor parameter crassitudinem lavacrum cohibere potest.Cum exponendo materiam conditionatam ad altas temperaturas sicut typice usus est in modis sapphiri crescentibus, iacuit superficies grossus grani grani 2-3 temporibus maior quam sine machinis superficiei.Magnitudo frumenti in strato superficiali machinis parametris sui iuris est.Numerus finium frumenti in superficie efficaciter reducitur.Hinc resistentiam altiorem contra diffusionem elementorum per limites frumenti et impetus colliquescere inferior est.Accedit, quod molybdaeni tungsten admixtionum pressarum resistentia inpressa temperies serpunt meliore.

Studia liquidae aluminae in metallis refractariis ud
udus aluminae liquidae in molybdeno vel tungsten praecipuam curam habet in industria sapphiri.Praesertim pro EFG processus agendi alumina udus mores in emortuis fasciculis capillarium determinat incrementum rate de virgas sapphiri vel taeniis.Ad intelligendum impulsum materiarum selectarum, asperitatis superficiei seu processus atmosphaerae accuratae mensurationes udus angulus deduximus[11].
Nam mensurae udus subiectae magnitudine testium 1 x 5 x 40 mm³ ex Mo, MoW25 et W materiae schedae productae sunt.Per altum electricum currentem mittendo per schedam metallicam subiectam, temperatura aluminae liquationis MML °C intra dimidium minutum effici potest.Mensurae enim angulus particulae parvae aluminae super schedae exemplaria positae sunt et deinde

liquefactum in guttulis.Systema imaginationis automatae memoriae stillicidium liquefactum ut exempli causa in Figura illustratum 12. Singulis experimentis liquefactis sinit angulum udus metiri dividendo stillam figuram, vide Figura 12(a), et substratum baseline plerumque paulo post declinationem. vena calefactio, vide Figura 12(b).
Mensuras angulum udus perduximus pro duabus conditionibus atmosphaerae differentibus, vacuum ad 10-5mbar et argonis in 900 mbarum pressionis.Praeterea duo genera superficiei probata sunt, scilicet superficies aspera cum Ra~ 1 μm et superficiebus laevibus cum Ra ~ 0.1 µm.
Tabula II summat eventus omnium mensurarum in angulis udus pro Mo, MoW25 et W pro superficiebus levibus.Fere angulus udus Mo minimus est respectu aliarum materiarum.Hoc implicat quod alumina liquefactum est udus Mo optimum quod utile est in arte crescendi EFG.Angulus udus pro argone sumtus signanter angulis vacuobus inferiores sunt.Nam superficies subiectae asperae systematice aliquantulum inferiores udus angulos invenimus.Hi valores de more circa 2° inferiores sunt angulis in Tabula II datis.Sed propter incertitudinem mensurae nulla significativa differentia angulus inter superficies planas et asperas referri potest.

figure 1

mensa 2

Nos angulos rigantes etiam pro aliis impulsibus atmosphaerarum metiri, id est valores inter 10-5 mbar et 900 mbarum.Analysis praevia ostendit pro pressuris inter 10-5 mbar et 1 mbar udus angelum non mutare.Tantum supra 1 mbar angulus udus minor fit quam observatus in 900 mbar argonis (Tabula II).Praeter condicionem atmosphaeriam, aliud momentum momentum ad mores aluminae udus solvendas est pressio oxygenii partialis.Nostrae probationes suggerunt chemicae interactiones inter liquefactum et subiecta metalla fieri intra plenam mensuram durationis (typice 1 minuti).Suspicor processuum dissolutionem molecularum Al2O3 in alia membra oxygenii quae penitus cum materia subiecta prope stillam liquefaciunt.Studia ulteriora in praesenti pertractanda sunt accuratius pertractandae tum dependentiae pressionis anguli udus et interationes chemicae cum metallis refractoriis liquescentes.


Post tempus: Iun-04-2020