Монокристаллы различных сплавов

В настоящее время получены монокристаллы многих сплавов двойных систем на всем интервале концентраций (твердые растворы),  многих металлических соединений. Полученные в последнее время в ИМЕТ плазменным путем монокристаллы вольфрама по своему весу и габаритам  (диаметр 50 мм, длина до 1 м, вес более 10 кг)  представляют интерес и как заготовки для производства полуфабрикатов из вольфрама, поскольку слитки поликристаллического вольфрама дуговой вакуумной плавки не выдерживают технологической переработки. В дальнейшем монокристаллы вольфрама предполагается делать непрерывным способом.

Монокристаллы вольфрама не выкрашиваются при обработке резанием. Сказанное относится и к сплавам вольфрама с молибденом, рением и другими металлами. Говоря о кристаллическом теле, особенно о монокристалле, нельзя никогда забывать о присущей им анизотропии физических свойств по различным атомным плоскостям. Так, например, у монокристаллов вольфрама (и молибдена) анизотропия термоэмиссионных свойств составляет 25% (максимум по плотным, а минимум по рыхлым граням) и уже используется в производстве катодов для термоэлектронных преобразователей, а именно, для повышения их к.п.д. имитирующую поверхность катода выполняют из кристаллографических плоскостей, например (ПО), с максимальной работой выхода электронов в вакууме. В цезиевой плазме, которой заполняются термоэлектронные преобразователи, работа выхода с этих плоскостей будет, напротив, минимальной и, следовательно, даст максимальную электрическую удельную мощность.

Анизотропия механических свойств при растяжении еще больше, она составляет по пределу прочности 30%, а по поперечному сужению образца даже 90—100%. Освоено производство монокристаллов с заданной кристаллографической ориентировкой, что является одним из путей управления их структурой и свойствами.

Использование анизотропии кристаллических тел, в особенности монокристаллов, управление ею для получения оптимальных сочетаний физических, технологических и служебных свойств относятся к важным металловедческим исследованиям.

Субструктура монокристаллов состоит из субграниц различных порядков, дислокаций роста и пластической деформации. Встречаются включения дикарбидов с гексагональной решеткой. На очереди дня стоит задача более глубокой очистки монокристаллов вольфрама и молибдена от примесей и прежде всего от углерода, что позволит еще больше повысить их пластичность.

Большой научный и практический интерес представляет получение монокристаллов вольфрама, молибдена и других тугоплавких металлов с совершенной структурой. Это позволило бы выявить у них новые физические свойства, а также проверить многие теоретические положения физики твердого тела. Ё настоящее время специальными технологическими приемами удается в монокрист аллах вольфрама снизить плотность дислокаций с 106—107 до 103 на 1 см2.