Кинетика и механизм линейного роста кристаллов в стекле As2Se3

Abstract

Ранее исследовано влияние малых добавок олова и свинца на кинетические параметры изотермической объемной кристаллизации стекол на основе As2Se3. Кинетика преимущественно поверхностной кристаллизация стекла As2Se3, используемого в электронной технике и волоконной ИК оптике, изучалась методами дифференциальной сканирующей калориметрии и микроскопии. Влияние величины переохлаждения ΔТ на механизм и кинетические параметры кристаллизации стекла As2Se3 изучено недостаточно. Автором статьи выполнен теоретический анализ экспериментальных зависимостей скорости линейного роста кристаллов As2Se3 от температуры и вязкости стекла As2Se3. На основе анализа существующих данных и приводимой работы показано, что в стекле As2Se3 при переохлаждениях ΔT = 30–135 вероятен дислокационный рост кристаллов в форме сферолитов. Для индивидуальных пластинчатых кристаллов As2Se3 с бездислокационными гранями внутри сферолитов при ΔT = 75–135° вероятен механизм роста с поверхностной двумерной нуклеацией, или 2Dsg–model. Скорость линейного роста кристаллов в стекле As2Se3 при 240−345 °C теоретически рассчитывается, если в формулу Тернбала–Коэна ввести вероятностный фактор f (ТΔT) роста на ступенях винтовых дислокаций, а свободную энергию активации роста кристаллов ΔGa'' (T) принять равной кинетическому барьеру при вязком течении стекла ΔGη # (T) в уравнении Эйринга. The influence of small additions of tin and lead on the kinetic parameters of isothermal bulk crystallization of glasses based on As2Se3. The kinetics of mainly surface crystallization of As2Se3 glass used in electronic engineering and fiber IR optics has been studied by differential scanning calorimetry and microscopy. The influence of the supercooling value ΔT on the mechanism and kinetic parameters of crystallization of As2Se3 glass is not sufficiently studied, The theoretical analysis of the experimental dependences of the linear growth rate of As2Se3 crystals on the temperature and viscosity of the As2Se3 glass has been performed. In the temperature range 240–345 °С (overcooling 135°–30°), a dislocation mechanism has appeared to be probable for the linear growth of spherulites and the surface crystallized layer in the bulk As2Se3 glass. For individual crystals with dislocation-free faces in As2Se3 spherulites, the lamellar (plate-like) growth mechanism with surface two dimensional nucleation (2Dsg model) appeared to be probable. The linear growth rate in glass As2Se3 at 240–345°C can be theoretically calculated, if we introduce the probability factor f (ТΔT) to the Turnball–Cohen formula of the growth on the steps of screw dislocations and assume the free activation energy for the crystal growth ΔGa'' (T) to be equal to the kinetic barrier at the viscous flow of the glass ΔGη # (T) in the Heiring equation.