Нитевидные кристаллы

Нитевидные кристаллы (или «усы») — это монокристаллы в форме иголок и волокон, имеющие диаметр от нескольких нм, до нескольких сот мкм и большое отношение длины к диаметру обычно более 100. Один нанометр (от греческого «нано» — карлик) равен одной миллиардной части метра. На этом расстоянии можно вплотную расположить примерно 10 атомов.

Наиболее важное свойство нитевидных кристаллов уникально высокая прочность, в несколько раз превосходящая прочность массивных моно- и поликристаллов. Высокая прочность нитевидных кристаллов объясняется совершенством их структуры и значительно меньшим, чем у массивных кристаллов, количеством (а иногда полным отсутствием) объемных и поверхностных дефектов, одна из важнейших причин малой дефектности нитевидных кристаллов — их малые размеры, при которых вероятность присутствия дефекта в каждом из кристаллов невелика. В нитевидных кристаллах, в отличие от поликристаллических волокон, не могут идти процессы рекристаллизации, обычно вызывающие резкое падение прочности при высоких температурах.

Технологию получения нитевидных кристаллов каждая научная группа по понятным причинам старается держать в секрете. Известно несколько методов получения таких структур:

• физическое испарение с последующей конденсацией,
• осаждение из газовой фазы при участии химических реакций,
• кристаллизация из растворов,
• направленная кристаллизация эвтектических сплавов,
• выращивание на пористых мембранах и др.

В большинстве случаев рост нитевидных кристаллов происходит по механизму пар-жидкость-кристалл (VLS — от английского vapor-liquid-solid), однако в случае каждой конкретной системы ноу-хау запуска этого механизма — наиболее ценная интеллектуальная собственность.

Наиболее важные направления в применении нитевидных кристаллов — реализация их высоких прочностных свойств в композиционных материалах, а также использование их высокой тепловой и абразивной стойкости.

Источник: Бережкова Г. В., Нитевидные кристаллы М., 1969; Монокристальные волокна и армированные ими материалы, пер. с англ., М., 1973 г. В. Н. Грибков, К. И. Портной
http://sholast.ru/story/nitevidnye_kristally.html