Kas ir Čečraļska process?

Šis process ir nosaukts poļu pētnieka vārdā, kurš to atklāja 20. gadsimta sākumā. Tas sākas ar kristālu komponentu kausēšanu tīģelī, kas spēj izturēt ārkārtīgi augstu temperatūru. Tīģelis parasti tiek novietots slēgtā krāsnī ar ļoti precīzu temperatūras kontroli. Augsta kontrole ir kritiska, jo process neizdosies, ja maisījums ir pārāk karsts vai pārāk auksts, un ļoti precīzi sensori var tikt novietoti vairākās vietās, lai uzraudzītu temperatūras izmaiņas.

Kad maisījumu karsē ar jebkuru piedevu un citiem piedevām, kas var būt nepieciešami, tehniķis var rūpīgi nolaist stieni ar sēklu kristālu. To parasti veic, izmantojot mehānisku aprīkojumu, nevis ar rokām. Pēc tam stienīti uzmanīgi un ļoti lēni izvelk, jo maisījums veido cietu matricu ap sēklu kristālu. Czochralski procesa gala rezultātam vajadzētu būt cietam materiāla baļķam ar dažām atliekām tīģeļa apakšā.

Iestatījumos, kur temperatūra paaugstinās pārāk augstu, sēklu kristāls var izkust. Kristāla ievadīšana zemā temperatūrā var izraisīt priekšlaicīgu visa tīģeļa satura kristalizāciju, kurā ir plaisas, lūzuma līnijas un citi piemaisījumi. Šis process ir lēns; sēklu kristāla izņemšanu mēra milimetros stundā. Rūpīga kontrole, kas nepieciešama visā Czochralski procesā, var iegūt ļoti augstas kvalitātes kristālus ar minimālu piemaisījumu daudzumu.

Ražošanas izmaksas var būt atkarīgas no nepieciešamajām izejvielām un kristāla izmēra. Lielākus kristālus ir grūtāk audzēt, un tiem nepieciešama lielāka kontrole. Dažas neapstrādātas sastāvdaļas ir ļoti dārgas. Czochralski procesa kristāli ir ķīmiski identiski dabiskajiem veidojumiem, taču tiem ir daudz augstāka kvalitāte un uzticamība. Tas parasti ir vēlams tādās vietās kā laboratorijas un elektronikas ražotāji, taču juvelieriem dažkārt ir grūtības pārdot laboratorijā audzētus akmeņus, jo patērētāji dod priekšroku dabīgiem akmeņiem.