Autoradiographic Investigations on the Incorporation of Ca Ions in KCl Crystals during Kyropoulos Growth
✍ Scribed by Dipl.-Physiker H. Beleites; Doz. Dr. habil. F. Fröhlich
- Publisher
- John Wiley and Sons
- Year
- 1972
- Tongue
- English
- Weight
- 749 KB
- Volume
- 7
- Category
- Article
- ISSN
- 0232-1300
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✦ Synopsis
Dedicated to Professor Dr. M. Hieke on his 65th birthday Ce doped KCl crystals were grown by the Kyropoulos method.
to mole fractions of Ca (as CaCI, with a small amount of ) were added to the melt. By autoradiography of suitable cleavage planes the incorporation of the Ctt ions was found to take place preferentially in a periodic manner parallel to the solid liquid interface. I n the case of a rotating seed there is a segregation process in which only one zone of maximum Ca content is built up like a helix throughout the whole crystal, the axis being identical with the growth axis of the crystal and t,he slope of the helix corresponding to the growth rate per seed rotation, this leading to striations of long range periodicity on vertical cleavage planes. In the case of a non-rotating seed there is a different segregation process including a periodical incorporation too, but in discrete layers of relatively small separation parallel to the solid liquid interface in short range periodicity.
Explanations for the segregation phenomena are given in terms of periodically varying effective growth rates related to periodic temperature fluctuations in the rieighbourhood of the solid liquid interface.
Es wurden
Ca-dotierte KC1-Kristalle nach dem Kyropoulos-Verfahren aim der Schmclze gezogen. Die Dotierung erfo1gt.e durch Zugabe von bis Molbruchteilen CeCI, rnit einemgeringen Anteil von Ca-45 (reiner ,8-Strahler) zur Schmelze. Mit Hilfe von Autoradiographien geeigneter Spaltflachen wurde gefunden, da13 der Einbau der Ca-Ionen mit periodischen Konzentrationsschwankungen parallel zur Phasengrenze fest-flussig erfolgt. Bei rotierendem Impfkristall wird eine Zone mit maximalem Ca-Gehalt aufgebaut, die sich in Form ciner Spirale durch den ge- Ramten Kristall erstreckt. Die Achse entspricht der Wachstumsachse des Kristalles. die Steigung der Liingenzunahme des Kristalls pro Umdrehung. Dies fiihrt zu einctr long range Periodizitiit von Ca-Striations auf vortikalen Spaltfliichcn. Bei ruhendem Impfkristall cxistiert ein weiterer ebenfalls periodisch und parallel zur Phasengrenzfliiche verlaafendor SagrcgationsprozeB, aber mit diskreten Schichten geringen gegcriseitigen Abstrtndes in short range Periodizitiit.
Die Segregationsprozesse werden mit Hilfe periodisch veranderlicher effektiver Wachstumsgeschwindigk~iten infolge periodischer Temperaturschwankurigen i n der Umgebiing der Phasengrenzfliiche fest-fliissig erklart.