TiC:蓝宝石晶体定向裂纹的机理

通过垂直布里奇曼法沿[11 20]生长的Ti,C:蓝宝石晶体的定向开裂经常发生在切割和加工过程中。在这项工作中,我们讨论了Ti,C:蓝宝石定向裂纹的特征和机理,并发现定向裂纹起源于(-1100)晶面并沿[0001]方向扩展。通过Crystalmaker Simulation软件,我们发现(-1100)晶格平面上的原子排列最稀疏,而沿垂直[0001]方向的相邻原子间距最大,因此在(-1100)晶格系统中,(-1100)晶格具有最小的抗裂强度。用光学显微镜,扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪观察到裂纹的Ti,C:蓝宝石中有不规则的碳夹杂物。这些夹杂物由于热膨胀失配和源自弱晶格(-1100)[0001]并在晶格中扩散的裂纹而在冷却过程中引起巨大的内部应力。结果,在Ti,C:蓝宝石中观察到宏观的定向裂纹。该研究对于生长高质量的Ti,C:蓝宝石晶体具有重要的理论和实践意义。