Иридиевые тигли для выращивания монокристаллов: метод Чохральского

Тигли из иридия — единственный практичный выбор для синтеза тугоплавких оксидных кристаллов методом Чохральского при температурах 1800–2200 °C. Платиновые тигли при таких температурах деформируются и реагируют с расплавом.

Выращиваемые материалы

Гадолиний-галлиевый гранат (GGG, Gd₃Ga₅O₁₂, Тпл 1740 °C) — подложки для спинтронных устройств. Иттриевый алюминиевый гранат (YAG, Y₃Al₅O₁₂, Тпл 1965 °C) — активная среда Nd:YAG лазеров и сцинтилляторов. Алюмоиттриевый перовскит (YAlO₃) и другие лазерные среды. Лейкосапфир (Al₂O₃, Тпл 2053 °C) — тигли из Re+Ir-сплава для крупных буль.

Конструкция тиглей

Толщина стенки 1–2 мм, диаметр 50–150 мм, высота 50–200 мм. Поверхность иридия не смачивается большинством оксидных расплавов, что облегчает извлечение кристалла. Тигель работает в атмосфере N₂ или Ar+O₂ (2–10% O₂) — полностью инертная атмосфера приводит к восстановлению IrO₂ и испарению Ir выше 1500 °C.

Ресурс и аффинаж

Ресурс Ir-тигля при выращивании YAG методом Чохральского — 30–50 операций. После исчерпания ресурса тигель сдают на аффинаж; КПД возврата Ir ≥ 98%. ГК «Тантал» принимает отработанный иридий на переработку.