Нитевидные кристаллы

Нитевидные кристаллы же­леза обладают и другими ин­тересными свойствами. Коэрци­тивная сила их составляет 500 Э, в то время как у лучших маг­нитных сплавов 250 Э, а у чис­того железа 1 Э. При окислении в потоке чистого кислорода за 100 минут на нитевидных крис­таллах окисленный слой состав­ляет 1 мкм, а у обычного железа за 20 минут слой в 4,5 мкм.

Рентгеноструктурный анализ помог разгадать причины чудес­ных свойств "усов" — это были бездефектные, "идеальные" мо­нокристаллы чистого железа. Отсутствие дефектов в „усах" объяснялось особенностью их роста и малыми размерами. Они росли настолько быстро, что дефекты не успевали возникнуть: не хватало ни времени, ни места.

Прочность нитевидных крис­таллов зависит от их размеров. Чтобы прочность была значитель­но выше обычной, необходимо использовать кристаллы диаметром менее 10 мкм. Эту зависи­мость доказали на примере ни­тевидных кристаллов железа.

Поэтому практически ис­пользовать огромную прочность усов можно пока только в осо­бых случаях, если, например, изготовить пряжу или ткань для специальных целей. Однако роль монокристаллов в современной технике растет. Они находят все новые области применения.

Для специальных приборов и конструкций используются не только полуфабрикаты из метал­лических монокристаллов в ви­де ленты, прутков, проволоки, но и сами кристаллы. Это связа­но с рядом преимуществ мо­нокристаллов тугоплавких ме­таллов перед соответствующими поликристаллами: высокой пла­стичностью, совместимостью с различными   средами  (парами щелочных металлов, ядовитым горючим), устойчивостью против рекристаллизации вплоть до тем­ператур плавления, высокой ста­бильностью структуры и свойств при различных внешних воздей­ствиях, высокой сопротивляемо­стью ползучести до температур плавления.

Так возникла идея изгото­вить изделие из целого кристал­ла. Например, прочностью и жа­ростойкостью турбинных лопа­ток определяются боевые ка­чества самолетов и экономич­ность энергетических систем. В жаропрочных сплавах, из кото­рых обычно отливают лопатки, самым уязвимым местом явля­ются границы между зернами.

Специальный литейный процессе направленной   кристаллизацией озволил получить лопатки из монокристалла — они выдержи­вают вдвое больше тепловых ударов, чем обычные.

Теперь монокристаллы уже не лабораторная редкость. Учи­тывая потребности многих от­раслей техники, растет промыш­ленное получение монокристал­лов.