Юрченко А. М. Вплив домішкового складу та стехіометрії розчину на ріст та властивості монокристалів дигідрофосфату літію

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01. – матеріалознавство. – Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2017. Дисертація присвячена розробці способу вирощування монокристалів LiH2PO4 з в’язких нестехіометричних розчинів, а також вивченню властивостей чистих та легованих кристалів LDP. Вивчені фізико-хімічні та гідродинамічні властивості в’язких нестехіометричних розчинів LiH2PO4 та запропоновано спосіб вирощування кристалів з таких розчинів. Кристали вирощували на затравку, орієнтовану кристалографічною площиною (110), витягуванням з розчину на основі 20% H3PO4 методом випаровування розчинника при 40°С. Масоперенос забезпечувавася обертанням затравкоутримувача зі швидкістю 70–90 об/хв у реверсивному режимі та знаходженням фронту росту кристала у приповерхневій зоні підвищеного пересичення розчину. Отримано чисті та леговані саліциловою, 5-аміносаліциловою кислотою та іонами талію кристали LDP, з орієнтацією площини росту (110). Досліджено вплив стехіометрії розчину, а також легуючих добавок на габітус, морфологію поверхні та оптичні властивості кристалів LDP. Проаналізовано їх механічні властивості та виявлено зворотний розмірний ефект при індентуванні природних граней (110) и (111) кристалів LDP, який пов’язаний з поверхневою напругою розтягнення. Визначено, що: твердість кристалів LDP складає 2337 MПa, що у 1,5 рази вище, ніж для кристалів KDP та ADP; тріщиностійкість кристалів LDP складає 0,07 МПа?м1/2, що у 3-4 рази нижче, ніж для кристалів KDP. Показано, що кристали LDP ростуть за дислокаційним механізмом; при вбудовуванні молекул саліцилової кислоти у міжплощинний простір кристала, вони розташовуються на торцях сходинок росту, що відповідають площинам (111) та (011), суміжним з площиною (110). При адсорбції молекул на площині (011) спостерігається їх часткова, а на площині (111) – повна дисоціація, яка може бути обумовлена різною локальною полярністю граней. Показано, що частина молекул саліцилової кислоти при адсорбції може утворювати водневі зв’язки з дигідрофосфат-аніонами граней {111}. Ключові слова: монокристали, дигідрофосфат літію, ріст кристалів, спосіб вирощування, леговані кристали, механічні властивості, флуоресценція.