Химический состав газовой и твердой фаз в системе Al_2O_3 - Мо при температурах 2327 - 2500 К в диапазоне давлений 1-1·10~(-5) бар

摘要

Методом минимизации свободной энергии Гиббса рассчитан состав газовой и твердой фаз, находящихся в равновесии с расплавом оксида алюминия. Показано, что в системе Al_2O_3/Мо (соотношение 1:1} при температуре 2400 К и давлениях 1 -1·10~(-5) бар испарение оксида алюминия имеет инконгруэнтный характер и его доля в газовой фазе уменьшается от 55,3% (Р = 1 бар) до 0,1% (Р = 10~(-5) бар). Присутствие Мо-содержащих соединений в газовой фазе изменяет баланс кислорода и алюминия в пользу последнего (парциальное давление Al в 1,5-2 раза выше парциального давления кислорода), что может приводить к дефициту алюминия в твердой фазе Al_2O_3 при выращивании кристаллов из расплава. Для температур 2327 - 2500 К рассчитаны термодинамические характеристики (K_p, ΔG, Р_(общ)) превалирующих химических реакций. Понимание химических процессов позволяет оптимизировать параметры выращивания монокристаллов лейкосапфира для нужд квантовой электроники и фотоники.