ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 42-031-99

Данная работа является результатом выполнения технологической разработки. 

Выпускаемые серийные кристаллы бромид-иодида (КРС-5) и бромид -хлорида (КРС-6) таллия для целей ИК-техники имеют низкую оптическую и химическую однородность, что приводит к деполяризации света, большому затуханию звуковых волн (12 Дб/см на частоте 100 МГц), повышению коэффициента оптического разрешения (более 3), снижению на 30-40 % коэффициента пропускания света на длине волны 0,63 мкм. Это делает их непригодными к непосредственному использованию в качестве светозвукопроводов в акустооптических устройствах без специальной дополнительной термообработки.

Поэтому элементы, изготовленные из этих кристаллов, в дальнейшем должны быть подвержены высоко- и низкотемпературной обработке. Термообработка производится в среде аргона в печи сопротивления с автоматическим регулированием подъема, выдержки и снижения температуры. Известен режим низкотемпературной обработки кристаллов галогенидов таллия при 353-363 ⁰К. Однако после резки и механической обработки КРС-5 и КРС-6 такая термообработка не повышает оптической и химической однородности.

Резка и шлифовка кристаллов приводит к появлению внутренних напряжений. Высокая их пластичность способствует образованию на поверхности наклепа, ведущего к снижению коэффициентов оптического разрешения до 1,5 раз и пропускания на несколько процентов. Устранение отмеченных нарушений производится термообработкой при температурах близких к плавлению -673 и 683 ⁰К для КРС-5 и КРС-6 соответственно. Нагрев образцов производится со скоростью 50. К/ч, затем следует выдержка при повышенной установившейся температуре и охлаждение со скоростью 5-10 К/ч. Длительность отжигов определяется качеством исходного материала, но не превышает 72 часа.

Таким образом, высокотемпературный отжиг проводится после резки и шлифовки материала, а низкотемпературный необходим лишь для снятия напряжений в поверхностном слое, после полировки, перед окончательной доводкой поверхностей.

Рентгеноспектральным анализом установлено, что в пределах одной шайбы наблюдается неоднородная распределение таллия. Причем, в центральной части его содержится 72-79 мас.%, а ближе к краю - 66-67 мас.%. Таким образом, как по оптическим характеристикам, так и по химическому составу кристаллы, выращиваемые для применений в ИК-области спектра, довольно неоднородны, что существенно при использовании их в видимой части спектра.

Высокотемпературный отжиг, благодаря увеличению скорости диффузии таллия (в 4 раза при увеличении температуры от 633 до 673 ⁰К) существенно улучшает однородность распределения компонентов. Рентгеноспектральный микроанализ показал уменьшение разброса концентрации таллия по образцу от 11% до термообработки до 3% после нее.

В таких образцах галогенидов таллия значительно уменьшилось акустическое затухание. Для сдвиговых волн, имеющих направление распространения и поляризации по главным кристаллографическим направлениям, затухание ультразвука уменьшилось с 3-5 до 1 дБ/мкс на частоте 100 МГц. Для продольных волн в направлении затухание звука изменилось от 0,5 до 0,3 дБ/мкс на той же частоте.