Croissance Cristalline De Saphir Non Dopé Préformé Et Étude Des Effets De La Matière Première Et Des Vitesses De Tirage Sur La Distribution Des Bulles Et La Qualité Cristalline

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علوم بحتة وطبيعية

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La technique de la micro-pulling down (µ-PD) permet de faire croitre des cristaux degéométrie particulière proche des dimensions fonctionnelles. En effet, l‟effet capillaire impose uneinterface de cristallisation liquide-solide avec une flexibilité de modification des paramètres decroissance cristalline, en particulier la vitesse et la puissance de tirage. Cette technique constitue unavantage considérable pour les besoins industriels en saphir qui sont difficile à satisfaire par lesméthodes de croissance déjà en service. Toutefois, les cristaux saphir présentent des défautsparticuliers, sous la forme de bulles, de diamètre variant du micromètre à quelques dizaines demicromètres, qui influencent les propriétés physico-chimiques et dégradent les performancesoptiques. Des hypothèses ont été avancées sur l‟étude des bulles, mais des contradictionsapparaissent vraisemblablement basées sur des expériences pour lesquelles tous les paramètressont difficiles à contrôler.Des expériences spécifiques de cristallisation par la technique micro-pulling down ont étéadaptées à l‟utilisation de l‟imagerie ont été ainsi développées pour offrir les conditions nécessaires àune observation précise par vidéo rapide des bulles dans la zone fondue et l‟accès àl‟hydrodynamique locale dans le liquide à la sortie du capillaire. L‟analyse locale des bulles dans lazone liquide à l‟échelle du front de solidification a permis d‟identifier le mécanisme d‟incorporation desbulles dans le cristal. Cette étude constitue une contribution originale à la description de la pénétrationdes bulles dans un écoulement laminaire.Les tirages effectués par µ-PD ont permis d‟étudier l‟influence de la matière première et desvitesses de croissance sur la distribution, la densité et la taille des bulles. La matière première dedépart n‟a pas d‟effet sur les bulles. En revanche, la vitesse de tirage affecte sensiblement les bulles.L‟augmentation de la vitesse provoque une diminution de la taille des bulles et une augmentation dela densité.Dans le cadre de cette étude, un prototype de mesure de haute température à base de saphira été développé. Il confirme la maitrise du procédé et la bonne qualité optique des cristaux élaborés.

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French

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Croissance Cristalline De Saphir Non Dopé Préformé Et Étude Des Effets De La Matière Première Et Des Vitesses De Tirage Sur La Distribution Des Bulles Et La Qualité Cristalline

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Kheirreddine Lebbou, Lakhdar Guerbous

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Ghezal El hadj Ahmed

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