ГРАНАТЫ СИНТЕТИЧЕСКИЕ, кристаллич. соед. общей ф-лы R3IIIM2III(XIIIO4)3,
где Rni-Y или другие РЗЭ, МIII, XIII-Fe,
Al, Ga, подобные по структуре прир. гранатам RII3MIII2(SiO4)3
(кубич. кристаллич. решетка, пространств, группа Ia3d). Структура
гранаты синтетические каркасная, построена из тетраэдров ХО4 и октаэдров МО6,
в полостях которых расположены полиэдры RO8. гранаты синтетические обладают высокими
твердостью и прочностью (см. табл.). Химически стойки, не раств. в воде.
Для гранаты синтетические характерен изоморфизматомов R, М и X, вследствие чего существуют
многочисл. разновидности этих соединений. Ниже приводятся свойства наиб. важных
гранаты синтетические
Иттрий-железный гранат Y3Fe2(FeO4)3-
красно-бурые кристаллы; 1014
Ом*см; точка Кюри 556 К; оптически прозрачен в области 1,1-1,5 мкм. Образуется
при сплавлении оксидов Y и Fe. Монокристаллы выращивают из раствора Y2O3
(10,0% по массе) и Fe2O3 (20,4%) в расплавленной
смеси РbО (36,8%), PbF2 (27,1%) и В2О3
(5,5%) при снижении температуры от 1300 до 930°С со скоростью 0,3-0,5 град/ч;
используют также метод Вернейля. Материал магн. запоминающих устройств,
магн. сердечников в микроволновой и телевизионной аппаратуре.
Иттрий-алюминиевый гранат Y3Al2(A1O4)3
бесцв. кристаллы; оптически прозрачен в области 0,24-6,00 мкм. Не
взаимод. с кислотами. Выше 500°Г раств. в расплавленной смеси PbO-PbF2-В2О3.
Образуется при сплавлении оксидов Y и А1 выше 1500 С. наиб. распространенные
методы выращивания монокристаллов. вытягивание из расплавленной стехиометрич.
смеси оксидов при 2000 °С со скоростью 0,5-1 мм/ч с использованием ориентированной
затравки (диаметр кристаллов до 60 мм, длина до 300 мм); горизонтально
направленная кристаллизация из расплава в молибденовой лодочке со скоростью
до 8 мм/ч; вертикально направленная кристаллизация. Иттрий-алюминиевый
гранат, не содержащий изоморфных примесей,-ювелирный поделочный камень
(имитатор бриллиантов), легированный Nd ,- материал для лазеров с длиной
волны генерируемого излучения 1,064 и 1,320 мкм; для генерации излучения
с длинами волн 1645 и 2060 нм этот гранат легируют Ег, Yb, Но, Тт (изоморфно
замещающими Y и А1 в кристаллич. решетке).
СВОЙСТВА ГРАНАТОВ
* Легирован NdIII и СrШ
Гадолиний-галлиевый гранат Gd3Ga2(GaO4)3-бесцв.
кристаллы. Слабо взаимод. с сильными кислотами. Образуется из оксидов Gd и
Ga выше 1400 °С. Монокристаллы выращивают методом Чохральского в иридиевых
тиглях со скоростью вытягивания 3-6 мм/ч; диаметр нелегированных кристаллов
до 100 мм, длина до 300 мм. Материал подложек для наращивания эпитаксиальных
пленок железных гранатов (см. Ферриты), используемых в магн. запоминающих
устройствах; ювелирный поделочный камень. Легированный NdIII
и др. РЗЭ-лазерный материал.
Гадолиний-скандий-галлиевый гранат Gd3Sc2(GaO4)3,
легированный NdIII (3,5*1020атомов в 1 см3)
и СrIII (2*1020 атомов),-кристаллы изумрудно-зеленого
цвета. Получают сплавлением оксидов Gd, Sc и Ga. Монокристаллы выращивают
по методу Чохральского из расплавленной смеси оксидов Gd, Sc и Ga выше
1500°С со скоростью вытягивания 2-4 мм/ч в атмосфере N2 (98%)
и О2 (2%). Перспективный лазерный материал.
Лит.. Каминский А. А., Лазерные кристаллы, М., 1975; Яковлев
Ю. М., Генделев С. Ш., Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике, М., 1975;
Выращивание кристаллов иттрий-алюминиевого граната. Обзоры по электронной
технике, М., 1976; Элуэлл Д., Искусственные драгоценные камни, пер. с англ.,
М., 1981; Ахметов С. Ф., Искусственные кристаллы граната, М., 1982. В.
М. Гармаш. Н. И. Сергеева.