니오븀 단결정은 특정 결정 방향, 결정립계가 없는 구조, 적은 결정 결함, 뛰어난 화학적 및 기계적 특성을 가지고 있습니다. 제조 방법으로는 전자빔 부유대 용융법, 액적 플라즈마 아크 용융법 및 변형 어닐링법 등이 있습니다. 전자, 레이저, 홀로그래피 기술 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
니오븀 단결정 처리방법
전자빔 용융은 고순도 니오븀 단결정을 제조하는 일반적인 방법이며, 그중에서도 우리는 전자빔 무도가니 구역 용융 방식을 사용합니다. 이 방식에서는 환형 음극 전자빔 소스를 사용하여 빌릿을 감싸고, 텅스텐 또는탄탈륨으로 만들어진 음극을 가열하여 자유 전자를 방출합니다. 이 방식은 유도 가열 방식과 달리 에너지를 집중적으로 전달할 수 있어 매우 좁은 금속 용융 영역을 형성합니다. 환형 음극이 수직 빌릿을 따라 이동하면 용융 영역도 함께 이동하며, 이 과정에서 금속의 정제가 이루어집니다.
무도가니 전자빔 용융 공정 중 금속 표면은 높은 에너지를 얻게 됩니다. 결정화가 일어나기 전에는 수백 도에 달하는 온도 구배가 발생합니다. 용융 영역의 속도가 특정 임계값보다 낮으면 다결정 재료의 용융 과정에서 단결정 성장이 자발적으로 일어납니다. 무도가니 전자빔 용융 공정과 기타 예비 정제 방법을 병행하여 사용함으로써 고순도 니오븀 단결정 내 텅스텐, 몰리브덴 및 탄탈륨 불순물 함량을 극히 낮게 유지할 수 있습니다.
