Дефектность, недефектность кристаллов

С давних времен кристаллы, находимые в земле вызывают восторг и удивление. Алмаз, рубин, сапфир и изумруд - самые дорогие излюбленные камни. За ними следует александрит, топаз, шпинель, горный хрусталь, аметист, гранат, аквамарин, хризолит. Высоко ценятся небесно-голубая бирюза, нежный жемчуг и переливчатый опал.

А ведь они бывают громадными, в рост человека и больше. Много веков кристаллами называли только тела, имеющие естественную многогранную форму, и полагали, что они рождены какими-то таинственными силами, сотворены готовыми и не меняются.

Драгоценным камням издавна приписывали целебные и разные сверхъестественные свойства, связывая с ними многочисленные легенды. Драгоценные камни служили мерой богатств князей и императоров. Но тяжелой ценой доставались эти сокровища. Сотни и тысячи нищих, полуголодных тружеников погибали, добывая самоцветы. История драгоценного камня - это повесть об обманах и убийствах.

Но постепенно в сознании людей появились идеи, лежащие в основе современной науки о кристаллах. Вот они эти идеи:

Кристаллы - это твердые тела, имеющие естественную форму правильных многогранников. Эта форма - следствие упорядоченного расположения в кристаллах атомов, образующих кристаллическую решетку.

Кристаллы не сотворены готовыми, а вырастают в форме многогранников. И характерна для кристалла не сама многогранная форма, не результат роста, а способность кристалла расти в такой форме; эта способность не исчезает, даже если кристаллу не удалось принять многогранную форму.

Внешняя форма - это проявление физических свойств кристалла, а свойства зависят от закономерного внутреннего строения. Самой основной характерной особенностью кристалла является его внутреннее строение, его закономерная структура.

Самые большие в мире алмазы известны каждый под своим названием, например: "Орлов", "Шах", "Коинур", "Африканская звезда", "Регент".

1. Свойства кристаллов.

Кристаллы - это вещества, в которых составляющие их частицы (т. е. атомы, ионы, молекулы, группы атомов) расположены правильными, симметричными, периодически повторяющимися рядами, сетками, решетками. Кристаллы растут из паров, растворов, расплавов и вырастают они в виде правильных симметричных многогранников. В земле вырастают кристаллы природных минералов. На заводах и в лабораториях выращивают синтетические кристаллы.

Свойства любого вещества зависят не только от его химического состава, но и от его строения, от того, как расположены его атомы. Если нет порядка в атомном строении, если атомы движутся беспорядочно, хаотично, независимо друг от друга, - вещество аморфно, изотропно. Выстроятся те же атомы правильным строением - перед нами кристалл с его прекрасными геометрическими формами. И даже если какие-то силы помешали кристаллу вырасти в виде многогранника, если мы нарочно вырастили его не многогранным или мы имеем дело с обломком, крупинкой, песчинкой кристаллического вещества, все равно его атомное строение остается столь же удивительным: строгие, бесконечно уходящие вверх и вниз, вперед и назад, вправо и влево симметрично чередующиеся ряды частиц.

Почему кристаллы вырастают многогранными? Потому что скорости роста кристаллов в разных направлениях различны. Если бы они были одинаковыми, кристалл рос бы во все стороны одинаково и вырос бы шаром.

Не только скорость роста, но и почти все физические свойства кристаллов различны в разных направлениях или, как говорят анизотропны. Анизотропия, т. е. различие свойств по разным направлениям - это основная, характерная особенность кристаллических веществ. Кристаллы однородны, анизотропны и симметричны. А причиной однородности, анизотропии и симметрии кристаллов является их атомная структура.

Одинаковые группы атомов повторяются в кристалле, образуется бесконечные ряды, сетки, решетки. Сами эти группы атомов и их взаимное расположение одинаковы в любом участке кристалла, в любой его точке. Иначе говоря, кристалл однороден.

Расстояния между атомами, силы связи между ними в разных направлениях различны, - поэтому и возникает анизотропия, т. е. различие свойств кристалла в разных направлениях.

Очень многие физические свойства кристалла анизотропны, но их анизотропия не так наглядна, как у скорости роста.

Тепловое расширение, теплопроводность, электропроводность кристаллов, скорость прохождения в них света и многие другие свойства кристаллов подчинены анизотропии и симметрии их структуры.

Например, у графита расширение вдоль вертикальной оси в 14 раз больше, чем в направлениях, поперечных в этой оси. О причине такой анизотропии можно судить, взглянув на структуру графита: структура эта слоистая, вдоль слоев атомы, как бы связаны в кольца, расположены достаточно близко друг к другу, а между слоями расстояния гораздо больше. Внутри слоев связи сильнее, а между слоями - относительно слабые, поэтому расстояния между слоями увеличиваются сравнительно легко, и вдоль главной оси кристалл увеличивается гораздо легче, чем в поперечных к ней направлениях, т. е. в плоскости самих слоев.

Анизотропия теплового расширения может быть у некоторых кристаллов даже такой, что в одном направлении кристалл расширяется, а в другом в то же время сжимается. Например, кальцит.

Различная в разных направлениях и теплопроводность монокристаллов.

У графита теплопроводность вдоль слоев в четыре раза больше, чем по нормали к слоям: тепло легче передается лишь в тех плоскостях и направлениях, где атомы плотнее упакованы.

Особенно наглядна анизотропия механических свойств кристаллов. Кристаллы со сплошной структурой - слюда, гипс, графит, тальк - в направлении слоев совсем легко расщепляются на тонкие листочки, но несравненно труднее разрезать или расколоть их в других плоскостях.

Если ударить ножом или молоточком по кристаллу каменной соли, он разбивается на кубики с ровными, гладкими, плоскими гранями. Это явление спайности, т. е. способности раскалываться по ровным, гладким плоскостям, так называемых плоскостям спайности.

Спайность проявляется не у всех кристаллов. По степени совершенства её классифицируют как весьма совершенную, совершенную, несовершенную.

Кристалл вообще проявляет анизотропию при всяком механическом воздействии.

Твердость кристалла тоже зависит от направления. Это легко увидеть, если поцарапать каким-нибудь острием грань кристалла. Существуют специальные приборы для определения твердости-склерометры.

Стенон (1638-1687 г. г. ) пришел к открытию закона постоянства углов кристалла, который гласит: в различных кристаллах одного и того же вещества величина и форма граней, их взаимные расстояния и их число могут изменяться но углы между собственными гранями остаются при этом постоянными. Теперь этот закон именуют законом Стенона.

2. Симметрия кристаллов.

К понятию о симметрии мы привыкли с детства. Мы знаем, что симметричная бабочка: у неё одинаковы правое и левое крылышки. Бабочка может сложить крылья, и тогда две её одинаковые половины совмещаются. Мы говорим, что бабочка обладает плоскостью симметрии.

Плоскостью симметрии называют плоскость, рассекающую кристалл на две части, каждая из которых является зеркальным отображением одна другой. Число плоскостей симметрии может быть различным.

Плоскости симметрии можно обнаружить и в кристаллах. В снежинке, например, можно найти даже не одну плоскость симметрии, а шесть.

Плоскость симметрии - это один из элементов симметрии кристалла каменной соли.

Есть и другие, более сложные элементы симметрии. . Они тоже симметричны, однако симметрия здесь не такая, как у бабочки. Здесь нет плоскостей симметрии, но есть оси симметрии.

Осью симметрии называют воображаемую прямую, при вращении вокруг которой на 360 кристалл (или его решетка) несколько раз совмещается сам с собой.

По углу поворота различают порядок оси симметрии. Чтобы части первого узора совместились, надо поворачивать его на 1800, т. е. на пол-оборота; мы говорим, что у него ось симметрии 2-го порядка; у следующих узоров на том же рисунке нетрудно увидеть оси симметрии 3-го, 4-го, 5-го и 6-го порядков.

В кубике каменной соли, как и в любом кубике, очень много осей симметрии: три оси 4-го порядка (проходят через), четыре оси 3-го порядка (являются пространственные диагонали куба) и шесть осей 2-го порядка (соединяют попарно середины ребер).

Есть в кубике и ещё один элемент симметрии - это центр симметрии.

Центром симметрии называют точку внутри кристалла, в которой пересекаются все оси симметрии.

Есть центр симметрии и в кубике каменной соли, и в восьмиграннике алмаза, и в звездочке снежинке. А вот в кристаллике кварца центра симметрии нет.

Плоскость симметрии, центр симметрии, оси симметрии - это элементы симметрии. Существует и др. , более сложные элементы симметрии.

Все кристаллы симметричны. Это значит, что в каждом кристаллическом многограннике можно найти плоскости симметрии, оси симметрии, центр симметрии и другие элементы симметрии так, так чтобы совместились друг с другом одинаковые граи многогранника. Но центр симметрии, пожалуй, самый интересный. От того есть ли в кристалле центр симметрии или нет его, могут зависеть не только форма, но и очень многие физические свойства кристалла.

Возьмем в руки граненый неотточенный карандаш и определим его симметрию. У него симметрия такая же, как у снежинки: ось 6-го порядка, шесть плоскостей симметрии вдоль неё и одна поперечная, шесть поперечных осей 2-го порядка и центр симметрии. Отточите карандаш точилкой - концы его станут неодинаковыми, и симметрия сразу изменится: исчезнут поперечные плоскости и оси симметрии, исчезнет центр симметрии. Отточив карандаш, мы не изменим порядок его главной оси симметрии, она осталась 6-го порядка, но стала полярной.

В кристаллах сочетания симметрии строго ограничены. Прежде всего, не все оси симметрии возможны в кристаллах, а только оси порядков 1,2,3,4,6. Не может быть осей порядка 5 или выше, чем 6.

Кристалл сложен и бесконечно повторяющихся атомных рядов, сеток, решеток, а в них все детали атомного узора должны повторяться непрерывно, одинаково. Поэтому в структурах кристаллов, а, следовательно, и во внешних формах кристаллов не может быть осей симметрии 5-го порядка.

В любом кристаллическом многограннике можно найти различные сочетания элементов симметрии - у одних много, у других мало.

По симметрии, прежде всего по осям симметрии, кристаллы делятся на три категории.

К высшей категории относятся самые симметричны кристаллы, у них может быть несколько осей симметрии порядков 2,3 и 4, нет осей 6, могут быть плоскости и центр симметрии. Им всем присуща общая черта: они примерно одинаковы во все стороны.

У кристаллов средней категории могут быть оси 3-го, 4-го и 6-го порядков, но только по одной. Осей 2-го порядка может быть несколько, возможны плоскости симметрии и центр симметрии. Формы этих кристаллов - призмы, пирамиды и другие фигурки. И тут есть характерная особенность: у них выражено различие вдоль и поперек главной оси симметрии. Вдоль оси они вытянуты (иногда сплюснуты).

У кристаллов низшей категории не может быть ни одной оси порядков 3,4,6, могут быть только оси 2-го порядка, плоскости или центр симметрии. Это кристаллы наинизшей симметрии, и структуры у них самые сложные.

Из кристаллов к высшей категории относятся алмаз, квасцы, гранаты, кремний, медь, алюминий, золото, серебро, серое олово, вольфрам, железо и др. ; к средней категории - графит, рубин, кварц, цинк, магний, белое олово, турмалин, берилл и др. ; к низшей - гипс, слюда, медный купорос, сегнетова соль и др.

Кристаллы высшей категории наиболее симметричны. Чем ниже категория, тем беднее симметрия кристалла.

Незыблемо строго установлено: симметрия любого кристалла всегда может быть описана одним из 32 классов симметрии. И физические свойства, и многогранные формы подчинены 32 сочетаниям симметрии.

В принципе может существовать только 230 различных кристаллических решеток, обладающих осями симметрии 2,3,4,6 порядка. Иначе говоря, кристаллы могут иметь форму различных пирамид и призм, в основании которых могут лежать только правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.

З. Дефектность, недефектность кристаллов.

Идеальный кристалл, состоящий исключительно из атомов одного сорта, расположенных строго по узлам решетки, возможен только при абсолютном нуле температуре. При конечных температурах в кристалле термодинамически необходимы вакансии (точечные дефекты) и межузельные атомы, а при контакте кристалла со средой, отличной от него по составу - также и атомы примеси. Другое дело - дислокации, границы разориентированных друг относительно друга кусков кристалла (блоков, зерен), внутренние напряжения, включения макроскопических размеров, неоднородности в распределении вакансий, межузельных атомов, примесей. Все эти дефекты, вообще говоря, должны исчезнуть при достаточно длительном отжиге кристалла. Практически однако это неосуществимо.

Например, зонарные примесные полосы часто окружены сетками дислокаций, снимающими напряжения, вызванные повышенной концентрацией примесей. В результате примесные атомы не могут диффундировать из скоплений, ибо удерживаются слоем примеси. Разорвать сетку нельзя, поскольку дислокации не могут окончиться внутри кристалла. Практически не исчезают также трещины и включения. Короче говоря, кристалл, несовершенный от рождения, полностью исправить уже невозможно, он должен вырасти бездефектным.

Таким образом, любой кристалл заполнен дефектами всех видов. Дефекты эти появляются при росте кристалла (без них кристалл расти не может) и при всех видах обработки кристалла. Как же влияют дефекты на свойства кристаллов? Дефекты понижают прочность кристалла в сотни, тысячи раз. Если к кристаллу приложить внешнюю силу, то атомная решетка начнет разрушаться именно в месте слабины, там где есть дефект. Дефект - дислокация - начнет двигаться по кристаллу. Что такое дислокация? Это линия в кристалле, вокруг которой вокруг которой сосредоточена деформация решетки. Простейшими видами дислокаций являются краевая и винтовая. Краевая дислокация образуется вместе обрыва "лишений" атомной полуплоскости. В случае винтовой дислокации атомные плоскости образуют систему, напоминающую винтовую лестницу.

Очевидно, кристалл, в котором есть дислокация, деформировать гораздо легче, чем идеально построенный кристалл, - ведь здесь не надо разрывать все атомные связи, достаточно осуществлять работу разрыва последовательно по одному ряду связей.

Введение дислокации в решетку ведет к возникновению в ней поля деформаций напряжений. Система определенным образом расположенных дислокаций разных типов приводит к макроскопическому напряженному состоянию кристалла и наоборот.

Внутреннее напряжение практически всегда есть в кристаллах, растущих из расплава. Они вызваны таким распределением температуры в кристалле, что ни одна его часть не может испытывать свободного теплового расширения, не мешая другой. Это - термоупругие напряжения. Под действием этих напряжений дислокации, имеющиеся в кристалле или зарождающиеся в нем, движутся до тех пор, пока их упругие поля полностью или частично не скомпенсируют эти напряжения. Если теперь кристалл мгновенно охладить до постоянной температуры, то термоупругие напряжения исчезнут, а порожденные ими дислокации останутся. Останется и создаваемое ими упругое поле термических напряжений и поэтому имело знак, обратный п модулю температурных напряжений. Следовательно, остаточные напряжения противоположны по знаку термоупругим и близки к ним по порядку величины.

Особенно нежелательны дислокации в кристаллах полупроводников. Например, проводимость вдоль линии дислокации значительно выше, чем в объеме совершенного кристалла, и одна единственная дислокация может закорачивать элемент интегральной схемы. Поэтому выращивание бездислокационных кристаллов-полупроводников было важнейшей задачей.

Аналогично дислокациям действуют оставшиеся после охлаждения в кристалле точечные дефекты. Оказывается, в кристалле далеко не все атомы находятся в своих положениях равновесия. Нередко атом как бы выпрыгивает, уходит от своего места, блуждает по решетке, протискиваясь между другими, застревая не на своем месте. В структуре возникают вакансии - пустые, незанятые атомные места. Чем выше температура, тем сильнее колеблются атомы около своих положений равновесия, тем легче нарушают они свой правильный строй.

Точечные дефекты - вакансии, смещенные атомы и всевозможные их сочетания, образующие более сложные дефекты, - легко возникают при всевозможных воздействиях на кристалл. Например, если материал подвергается облучению потоком частиц высоких энергий, в нем неизменно рождается множество точечных дефектов. Это происходит с материалами, которые служат для конструкций ядерных реакторов или для аппаратов летающих в космосе и встречающихся с потоками космических лучей. Быстрые частицы, влетающие в кристалл, выбивают атомы из их положений равновесия и создают множество разрушений в структуре.

Ничтожные добавки атомов примеси к кристаллу могут резко изменить его электропроводность: эти атомы, нарушающие атомный порядок, служат препятствиями для частиц, несущих электрические заряды. Так меняют проводимость полупроводниковых кристаллов: водят в кристалл дозированные количества известной примеси и получают требуемую величину проводимости.

Точечные дефекты могут сильно менять и др. свойства кристалла: его окраску, плотность.

Все эти дефекты - точечные, дислокации и др. - не стоят в кристалле неподвижно. Они могут передвигаться в кристалле, даже быстро "бежать", встречаться друг с другом, взаимодействовать, особенно если как-то воздействовать на кристалл - деформировать его, отжигать, облучать. И даже если оставить кристалл в покое, сам он не сразу обретет желанный покой; дефекты в нем будут перемещаться, стремясь прийти к состоянию наиболее устойчивого равновесия.

Избыточные точечные дефекты - оборотная сторона медали бездислокационности кристаллов: дислокации в кристаллах поглощают избыточные точечные дефекты и тем самым чистят кристалл.

Дислокации малы, а точечные дефекты ещё меньше. Следы дислокаций можно выявить методами травления или декорирования, для наблюдения точечных дефектов эти методы непригодны, поэтому используется электронный микроскоп.

4. Наблюдение роста кристаллов .

Кристаллы образуются чаще всего из жидкой фазы - раствора или расплава; возможно получение кристаллов из газовой фазы или при фазовом превращении в твердой фазе.

Кристаллы выращивают (синтезируют) в лабораториях и на заводах. Можно получать и кристаллы таких сложных природных веществ, как белки и даже вирусы.

Я использовала самый простой способ выращивания кристаллов медного купороса и каменной соли из раствора. Сначала необходимо приготовить насыщенный раствор. Для этого в сосуд наливают воду (лучше теплую, прокипяченную) и в неё насыпают порошок медного купороса (каменной соли). Содержимое сосуда тщательно перемешивают до тех пор, пока не получится раствор. Затем необходимо оставить данный раствор в месте с постоянной температурой на один или более дней. На стенках сосуда образовались разные кристаллики медного купороса, которые были использованы в качестве затравки. Затем происходит отфильтровывание раствора медного купороса (каменной соли), в результате чего получается необходимый нам насыщенный раствор. В этот раствор была пущена затравка от кристалла медного купороса, а в случае с каменной солью -простая нитка. Необходимо было, чтобы эти сосуды постояли втече-ние нескольких суток или недель до тех пор, пока кристаллик не примет желаемый размер.

5. Применение кристаллов.

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничимся несколькими примерами.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение.

Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила - это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень.

Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах.

В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия.

Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир - это родные братья, это вообще один и тот же минерал - корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана - в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд - наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.

Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц.

Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь, т. е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах.

В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие.

Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов.

Эдектрооптическая промышленность - это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид.

Поляроид - это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку.

Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля.

Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, "погасит его".

Заключение.

Природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны, в них имеются нежелательные примеси. При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе.

Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике очень нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, искусственные драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов. А самое главное, - искусственно выращивая кристаллы, создают вещества, каких вообще нет в природе, множество новых веществ.

В первую очередь здесь надо назвать промышленность полупроводниковых кристаллов: германий, кремний, арсенид галлия, фосфид галлия, антимонид индия и многие др. Таких кристаллов в природе не было. Ныне же на заводах выращивают многие тонны кристаллов полупроводниковых веществ.

Напомним также, что гигантскими "фабриками искусственных кристаллов" являются все химические заводы, где вырабатывают различные соли, соду, химические удобрения и многие др. кристаллы, сахарные заводы, где варят кристаллический сахар, фармацевтические заводы, где синтезируют кристаллы лекарственных веществ и, прежде всего все металлургические заводы, выплавляют металлы.

Небывалые успехи науки и техники в освоении пространства вызвали к жизни космическую технологию и космическое материаловедение. В условиях невесомости и глубокого вакуума можно осуществлять расплавление и смешение материалов невиданной чистоты, без загрязнения их материалами сосуда, можно смешивать вещества, несмешиваемые в земных условиях, например, металлы с газами. В космических лабораториях были выращены: полупроводниковые монокристаллы селенида германия и теллурида германия; антимонида индия; нитевидные кристаллы сапфира.

На наших глазах возникает промышленность выращивания кристаллов в космических лабораториях.