Сапфір - гэта цвёрды, зносаўстойлівы і трывалы матэрыял з высокай тэмпературай плаўлення, ён хімічна вельмі інэртны і паказвае цікавыя аптычныя ўласцівасці. Такім чынам, сапфір выкарыстоўваецца для многіх тэхналагічных прыкладанняў, дзе асноўнымі галінамі прамысловасці з'яўляюцца оптыка і электроніка. Сёння найбольшая частка прамысловага сапфіра выкарыстоўваецца ў якасці падкладкі для вытворчасці святлодыёдаў і паўправаднікоў, а затым выкарыстоўваецца ў якасці вокнаў для гадзіннікаў, дэталяў мабільных тэлефонаў або сканараў штрых-кодаў, каб назваць некалькі прыкладаў [1]. Сёння даступныя розныя метады вырошчвання монакрышталяў сапфіра, добры агляд можна знайсці, напрыклад, у [1, 2]. Тым не менш, тры метады вырошчвання: працэс Кірапуласа (KY), метад цеплаабмену (HEM) і вырошчванне з дапамогай плёнкі (EFG) складаюць больш за 90 % сусветных магутнасцей па вытворчасці сапфіра.

Першая спроба сінтэтычнага вытворчасці крышталя была зроблена ў 1877 годзе для невялікіх монакрышталяў рубіна [2]. З лёгкасцю ў 1926 годзе быў вынайдзены працэс Кірапуласа. Ён працуе ў вакууме і дазваляе вырабляць буйныя булавы цыліндрычнай формы вельмі высокай якасці. Яшчэ адзін цікавы метад вырошчвання сапфіра - гэта вырошчванне на плёнцы па краях. Тэхніка EFG заснавана на капілярным канале, які запоўнены расплавам вадкасці і дазваляе вырошчваць крышталі сапфіра такой формы, як стрыжні, трубкі або лісты (таксама званыя стужкамі). У адрозненне ад гэтых метадаў метад цеплаабмену, які нарадзіўся ў канцы 1960-х гадоў, дазваляе вырошчваць вялікія сапфіравыя булачкі ўнутры круцільнага тыгля ў форме тыгля шляхам вызначанага адбору цяпла ад дна. Паколькі сапфіравы буль прыліпае да тыгля ў канцы працэсу вырошчвання, буль можа трэснуць у працэсе астывання, і тыгель можна выкарыстоўваць толькі адзін раз.
Любую з гэтых тэхналогій вырошчвання крышталя сапфіра аб'ядноўвае тое, што асноўныя кампаненты - асабліва тыглі - патрабуюць высокатэмпературных тугаплаўкіх металаў. У залежнасці ад метаду вырошчвання тыглі вырабляюцца з малібдэна або вальфраму, але гэтыя металы таксама шырока выкарыстоўваюцца для рэзістыўных награвальнікаў, пакетаў штампаў і экранаў для гарачых зон [1]. Тым не менш, у гэтым артыкуле мы сканцэнтраваны на тэмах, звязаных з KY і EFG, паколькі ў гэтых працэсах выкарыстоўваюцца прэсаваныя спечаныя тыглі.
У гэтай справаздачы мы прадстаўляем даследаванні характарыстык матэрыялу і даследаванні кандыцыянавання паверхні прэсаваных-спечаных матэрыялаў, такіх як малібдэн (Mo), вальфрам (W) і яго сплавы (MoW). У першай частцы наша ўвага засяроджана на высокатэмпературных механічных дадзеных і тэмпературы пераходу ад пластычнай да далікатнай. У дадатак да механічных уласцівасцей мы вывучалі цеплафізічныя ўласцівасці, г.зн. каэфіцыент цеплавога пашырэння і цеплаправоднасць. У другой частцы мы прадстаўляем даследаванні тэхнікі кандыцыянавання паверхні спецыяльна для павышэння ўстойлівасці тыгляў, напоўненых расплавам аксіду алюмінія. У трэцяй частцы мы паведамляем пра вымярэнні вуглоў змочвання вадкага аксіду алюмінію на тугаплаўкіх металах пры 2100 °C. Мы правялі эксперыменты па расплаўленні на сплаве Mo, W і MoW25 (75 мас.% малібдэна, 25 мас.% вальфраму) і вывучылі залежнасці ад розных атмасферных умоў. У выніку нашых даследаванняў мы прапануем MoW як цікавы матэрыял у тэхналогіях вырошчвання сапфіраў і як патэнцыйную альтэрнатыву чыстаму малібдэну і вальфраму.
Высокотэмпературныя механічныя і цеплафізічныя ўласцівасці
Метады вырошчвання крышталя сапфіра KY і EFG лёгка абслугоўваюць больш чым 85% долі колькасці сапфіра ў свеце. У абодвух метадах вадкі аксід алюмінію змяшчаецца ў прэсаваныя спечаныя тыглі, якія звычайна вырабляюцца з вальфраму для працэсу KY і з малібдэна для працэсу EFG. Тыглі з'яўляюцца найважнейшымі часткамі сістэмы для гэтых працэсаў вырошчвання. Імкнучыся да магчымага зніжэння выдаткаў на вальфрамавыя тыглі ў працэсе KY, а таксама павелічэння тэрміну службы малібдэнавых тыгляў у працэсе EFG, мы вырабілі і выпрабавалі дадаткова два сплавы MoW, гэта значыць MoW30, які змяшчае 70 мас.% Mo і 30 мас.%. % W і MoW50, якія змяшчаюць 50 мас.% Mo і W кожны.
Для ўсіх даследаванняў характарыстык матэрыялу мы вырабілі прэсаваныя-спечаныя зліткі Mo, MoW30, MoW50 і W. У табліцы I паказаны шчыльнасці і сярэднія памеры зерняў, якія адпавядаюць пачатковым станам матэрыялу.

Табліца I: Рэзюмэ прэсаваных-спечаных матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца для вымярэння механічных і цеплафізічных уласцівасцей. У табліцы прыведзены шчыльнасць і сярэдні памер зярністасці пачатковых станаў матэрыялаў

Паколькі тыглі працяглы час падвяргаюцца ўздзеянню высокіх тэмператур, мы правялі складаныя выпрабаванні на расцяжэнне, асабліва ў дыяпазоне высокіх тэмператур ад 1000 °C да 2100 °C. На малюнку 1 абагульняюцца гэтыя вынікі для Mo, MoW30 і MoW50, дзе паказаны мяжа цякучасці 0,2 % (Rp0,2) і адноснае падаўжэнне да разбурэння (A). Для параўнання кропка дадзеных для прэсаванага-спечанага W пазначана пры 2100 °C.
Чакаецца, што для ідэальнага цвёрдага раствора вальфраму ў малібдэне Rp0,2 павялічыцца ў параўнанні з чыстым матэрыялам Mo. Для тэмператур да 1800 °C абодва сплавы MoW дэманструюць як мінімум у 2 разы большы Rp0,2, чым для Mo, гл. малюнак 1(a). Для больш высокіх тэмператур толькі MoW50 паказвае значнае паляпшэнне Rp0,2. Прэсавана-спечаны W паказвае самы высокі Rp0,2 пры 2100 °C. Выпрабаванні на расцяжэнне выяўляюць таксама A, як паказана на малюнку 1 (b). Абодва сплавы MoW дэманструюць вельмі аднолькавыя значэнні падаўжэння да разбурэння, якія звычайна складаюць палову значэнняў Mo. Адносна высокі A вальфраму пры 2100 °C павінен быць выкліканы яго больш дробназярністай структурай у параўнанні з Mo.
Для вызначэння тэмпературы пераходу ад пластычнай да далікатнай (DBTT) прэсаваных-спечаных малібдэн-вальфрамавых сплаваў былі таксама праведзены вымярэнні вугла выгібу пры розных тэмпературах выпрабаванняў. Вынікі паказаны на малюнку 2. DBTT павялічваецца з павелічэннем утрымання вальфраму. У той час як DBTT Mo адносна нізкі і складае каля 250 °C, сплавы MoW30 і MoW50 паказваюць DBTT прыблізна 450 °C і 550 °C адпаведна.

У дадатак да механічнай характарыстыкі мы таксама вывучалі цеплафізічныя ўласцівасці. Каэфіцыент цеплавога пашырэння (КТР) вымяраўся на штурхачным дылатаметры [3] у дыяпазоне тэмператур да 1600 °C на ўзорах Ø5 мм і даўжынёй 25 мм. Вымярэнні КТР паказаны на малюнку 3. Усе матэрыялы паказваюць вельмі падобную залежнасць КТР з павышэннем тэмпературы. Значэнні КТР для сплаваў MoW30 і MoW50 знаходзяцца паміж значэннямі Mo і W. Паколькі рэшткавая сітаватасць прэсаваных-спечаных матэрыялаў несумежная і з невялікімі асобнымі порамі, атрыманы КТР падобны да матэрыялаў высокай шчыльнасці, такіх як лісты і стрыжні [4].
Цеплаправоднасць прэсавана-спечаных матэрыялаў была атрымана шляхам вымярэння як каэфіцыента праводнасці тэмпературы, так і ўдзельнай цеплаёмістасці ўзору Ø12,7 мм і таўшчынёй 3,5 мм метадам лазернай успышкі [5, 6]. Для ізатропных матэрыялаў, такіх як прэсаваныя-спечаныя матэрыялы, удзельную цеплаёмістасць можна вымераць такім жа метадам. Вымярэнні праводзіліся ў дыяпазоне тэмператур ад 25 °C да 1000 °C. Для разліку цеплаправоднасці мы дадаткова выкарыстоўвалі шчыльнасці матэрыялу, як паказана ў табліцы I, і лічылі, што шчыльнасці не залежаць ад тэмпературы. На малюнку 4 паказаны выніковыя каэфіцыенты цеплаправоднасці для спрэсаваных і спечаных Mo, MoW30, MoW50 і W. Каэфіцыент цеплаправоднасці

MoW сплаваў ніжэй за 100 Вт/мК для ўсіх даследаваных тэмператур і значна менш у параўнанні з чыстым малібдэнам і вальфрамам. Акрамя таго, праводнасці Mo і W памяншаюцца з павышэннем тэмпературы, у той час як праводнасць сплаву MoW паказвае на павелічэнне значэнняў з павышэннем тэмпературы.
Прычына гэтай розніцы не была даследавана ў гэтай працы і будзе часткай будучых расследаванняў. Вядома, што для металаў дамінуючай часткай цеплаправоднасці пры нізкіх тэмпературах з'яўляецца фанонны ўклад, а пры высокіх тэмпературах у цеплаправоднасці дамінуе электронны газ [7]. На фаноны ўплываюць недасканаласці і дэфекты матэрыялу. Аднак павелічэнне цеплаправоднасці ў дыяпазоне нізкіх тэмператур назіраецца не толькі для MoW сплаваў, але і для іншых цвёрдых раствораў матэрыялаў, такіх як, напрыклад, вальфрам-рэній [8], дзе электронны ўклад гуляе важную ролю.
Параўнанне механічных і цеплафізічных уласцівасцей паказвае, што MoW з'яўляецца цікавым матэрыялам для прымянення сапфіра. Для высокіх тэмператур > 2000 °C мяжа цякучасці вышэй, чым для малібдэна, і большы тэрмін службы тыгляў павінен быць магчымым. Аднак матэрыял становіцца больш далікатным, і апрацоўку і апрацоўку трэба скарэктаваць. Значна зніжаная цеплаправоднасць прэсавана-спечанага MoW, як паказана на малюнку 4, паказвае на тое, што могуць спатрэбіцца адаптаваныя параметры нагрэву і астуджэння печы для вырошчвання. У прыватнасці, на этапе разагрэву, калі аксід алюмінію неабходна расплавіць у тыглі, цяпло перадаецца толькі праз тыгель да зыходнага матэрыялу для напаўнення. Варта ўлічваць зніжэнне цеплаправоднасці MoW, каб пазбегнуць высокай цеплавой нагрузкі ў тыглі. Дыяпазон значэнняў КТР сплаваў MoW цікавы ў кантэксце метаду вырошчвання крышталяў HEM. Як абмяркоўвалася ў спасылцы [9], КТР Mo выклікае зацісканне сапфіра ў фазе астуджэння. Такім чынам, паніжаны КТР сплаву MoW можа быць ключом да рэалізацыі шматразовых круцільных тыгляў для працэсу HEM.
Кандыцыянаванне паверхні прэсавана-спечаных тугаплаўкіх металаў
Як гаварылася ва ўводзінах, у працэсах вырошчвання крышталя сапфіра часта выкарыстоўваюцца прэсаваныя спечаныя тыглі для нагрэву і падтрымання тэмпературы расплаву аксіду алюмінію крыху вышэй за 2050 °C. Адным з важных патрабаванняў да канчатковай якасці крышталя сапфіра з'яўляецца ўтрыманне прымешак і бурбалак газу ў расплаве як мага менш. Прэсаваныя-спечаныя дэталі сапраўды маюць рэшткавую сітаватасць і дэманструюць дробназярністую структуру. Гэтая дробназярністая структура з закрытай сітаватасцю нетрывалая да ўзмоцненай карозіі металу, асабліва пад дзеяннем аксідных расплаваў. Яшчэ адной праблемай крышталяў сапфіра з'яўляюцца невялікія бурбалкі газу ў расплаве. Адукацыя бурбалак газу ўзмацняецца за кошт павышэння шурпатасці паверхні вогнетрывалай часткі, якая кантактуе з расплавам.

Каб пераадолець гэтыя праблемы прэсаваных-спечаных матэрыялаў, мы выкарыстоўваем механічную апрацоўку паверхні. Мы апрабавалі метад з прэсавым інструментам, дзе керамічнае прылада апрацоўвае паверхню пад пэўным ціскам прэсаванай-спечанай дэталі [10]. Эфектыўнае націсканне на паверхні знаходзіцца ў зваротнай залежнасці ад кантактнай паверхні керамічнага інструмента падчас гэтага кандыцыянавання паверхні. Пры такой апрацоўцы да паверхні спрэсаваных матэрыялаў можа прымяняцца высокае напружанне прэсавання, і паверхня матэрыялу пластычна дэфармуецца. На малюнку 5 паказаны прыклад прэсаванага-спечанага ўзору малібдэна, які быў апрацаваны з дапамогай гэтай тэхнікі.
На малюнку 6 якасна паказана залежнасць эфектыўнага напружання прэсавання ад ціску інструмента. Дадзеныя былі атрыманы з вымярэнняў статычных адбіткаў інструмента ў прэсаваным-спечаным малібдэне. Лінія паказвае адпаведнасць даным у адпаведнасці з нашай мадэллю.

На малюнку 7 паказаны абагульненыя вынікі аналізу для вымярэнняў шурпатасці і цвёрдасці паверхні ў залежнасці ад ціску інструмента для розных прэсаваных-спечаных матэрыялаў, падрыхтаваных у выглядзе дыскаў. Як паказана на малюнку 7 (а), апрацоўка прыводзіць да зацвярдзення паверхні. Цвёрдасць абодвух выпрабаваных матэрыялаў Mo і MoW30 павялічваецца прыкладна на 150%. Для высокага ціску інструмента цвёрдасць далей не павялічваецца. Малюнак 7(b) паказвае, што магчымы вельмі гладкія паверхні з Ra ад 0,1 мкм для Mo. Пры павелічэнні ціску інструмента шурпатасць Mo зноў павялічваецца. Паколькі MoW30 (і W) з'яўляюцца больш цвёрдымі матэрыяламі, чым Mo, дасягнутыя значэнні Ra для MoW30 і W звычайна ў 2-3 разы вышэй, чым для Mo. У адрозненне ад Mo, шурпатасць паверхні W памяншаецца пры ўжыванні больш высокіх ціскаў інструмента ў межах тэставаны дыяпазон параметраў.
Нашы даследаванні кандыцыянаваных паверхняў з дапамогай сканавальнай электроннай мікраскапіі (SEM) пацвярджаюць дадзеныя аб шурпатасці паверхні, гл. малюнак 7(b). Як паказана на малюнку 8(a), асабліва высокі ціск інструмента можа прывесці да пашкоджанняў паверхні зерняў і мікротрэшчын. Кандыцыянаванне пры вельмі высокім павярхоўным напружанні можа прывесці да раўнамернага выдалення зерня з паверхні, гл. малюнак 8(b). Падобныя эфекты можна таксама назіраць для MoW і W пры пэўных параметрах апрацоўкі.
Каб вывучыць уплыў метаду кандыцыянавання паверхні на зярністую структуру паверхні і яе тэмпературныя паводзіны, мы падрыхтавалі ўзоры для адпалу з трох тэставых дыскаў Mo, MoW30 і W.

Узоры апрацоўвалі на працягу 2 гадзін пры розных тэмпературах выпрабаванняў у дыяпазоне ад 800 °C да 2000 °C і мікразрэзы рыхтавалі для аналізу светлавой мікраскапіяй.
На малюнку 9 паказаны прыклады мікраразрэзаў прэсаванага-спечанага малібдэна. Пачатковы стан апрацаванай паверхні прадстаўлены на малюнку 9 (а). Паверхня паказвае амаль шчыльны пласт у дыяпазоне каля 200 мкм. Пад гэтым пластом бачная тыповая структура матэрыялу з порамі спекання, рэшткавая сітаватасць складае каля 5%. Вымераная рэшткавая сітаватасць у павярхоўным слоі значна ніжэй за 1%. Малюнак 9 (b) паказвае збожжавую структуру пасля адпалу на працягу 2 гадзін пры 1700 °C. Таўшчыня шчыльнага павярхоўнага пласта павялічылася, і збожжа значна больш, чым збожжа ў аб'ёме, не змененым кандыцыянаваннем паверхні. Гэты крупнозерністой вельмі шчыльны пласт будзе эфектыўным для павышэння ўстойлівасці да паўзучасці матэрыялу.
Мы даследавалі тэмпературную залежнасць павярхоўнага пласта ў залежнасці ад таўшчыні і памеру збожжа для розных ціскаў інструмента. На малюнку 10 паказаны тыповыя прыклады таўшчыні павярхоўнага пласта для Mo і MoW30. Як паказана на малюнку 10 (а), пачатковая таўшчыня павярхоўнага пласта залежыць ад налад апрацоўчага інструмента. Пры тэмпературы адпалу вышэй за 800 °C таўшчыня павярхоўнага пласта Мо пачынае павялічвацца. Пры 2000 °C таўшчыня пласта дасягае значэнняў ад 0,3 да 0,7 мм. Для MoW30 павелічэнне таўшчыні павярхоўнага пласта можа назірацца толькі пры тэмпературах вышэй за 1500 °C, як паказана на малюнку 10(b). Тым не менш, пры 2000 °C таўшчыня пласта MoW30 вельмі падобная на Mo.

Як і аналіз таўшчыні павярхоўнага пласта, на малюнку 11 паказаны даныя сярэдняга памеру зерняў для Mo і MoW30, вымераныя ў павярхоўным слоі ў залежнасці ад тэмператур адпалу. Як можна зрабіць выснову з лічбаў, памер збожжа - у межах нявызначанасці вымярэння - не залежыць ад ужытых налад параметраў. Павелічэнне памеру збожжа паказвае на анамальны рост збожжа павярхоўнага пласта, выкліканы дэфармацыяй плошчы паверхні. Збожжа малібдэна растуць пры выпрабавальных тэмпературах вышэй за 1100 °C, і памер зерня амаль у 3 разы большы пры 2000 °C у параўнанні з першапачатковым памерам зерня. Збожжа MoW30 павярхоўнага кандыцыянаванага пласта пачынаюць расці пры тэмпературы вышэй за 1500 °C. Пры тэмпературы выпрабавання 2000 °C сярэдні памер зерня прыкладна ў 2 разы перавышае пачатковы памер зерня.
Падводзячы вынік, нашы даследаванні тэхнікі кандыцыянавання паверхні паказваюць, што яна добра прыдатная для прэсаваных-спечаных малібдэн-вальфрамавых сплаваў. З дапамогай гэтага метаду можна атрымаць паверхні з падвышанай цвёрдасцю, а таксама гладкія паверхні з Ra значна ніжэй за 0,5 мкм. Апошняе ўласцівасць асабліва карысна для памяншэння газавых бурбалак. Рэшткавы сітаватасць ў павярхоўным пласце блізкая да нуля. Даследаванні адпалу і мікраразрэзаў паказваюць, што можна атрымаць вельмі шчыльны павярхоўны пласт з тыповай таўшчынёй 500 мкм. Такім чынам, параметр апрацоўкі можа кантраляваць таўшчыню пласта. Пры ўздзеянні кандыцыянаванага матэрыялу на высокія тэмпературы, якія звычайна выкарыстоўваюцца ў метадах вырошчвання сапфіра, павярхоўны пласт становіцца крупнозерністой з памерам збожжа ў 2-3 разы больш, чым без механічнай апрацоўкі паверхні. Памер збожжа ў павярхоўным пласце не залежыць ад параметраў апрацоўкі. Колькасць межаў зерняў на паверхні эфектыўна памяншаецца. Гэта прыводзіць да больш высокай устойлівасці супраць дыфузіі элементаў уздоўж межаў зерняў і меншага ўздзеяння расплаву. Акрамя таго, паляпшаецца ўстойлівасць да паўзучасці пры высокай тэмпературы прэсаваных спечаных малібдэн-вальфрамавых сплаваў.

Даследаванні змочвання вадкага аксіду алюмінію на тугаплаўкіх металах
Змочванне вадкага аксіду алюмінія на малібдэне або вальфраме ўяўляе фундаментальную цікавасць у сапфіравай прамысловасці. У прыватнасці, для працэсу EFG паводзіны змочвання аксіду алюмінію ў капілярах штампоўкі вызначаюць хуткасць росту сапфіравых стрыжняў або стужак. Каб зразумець уплыў абранага матэрыялу, шурпатасці паверхні або атмасферы працэсу, мы правялі падрабязныя вымярэнні кута змочвання [11].
Для вымярэнняў змочвання тэставыя падкладкі памерам 1 х 5 х 40 мм³ былі выраблены з ліставых матэрыялаў Mo, MoW25 і W. Пасылаючы моцны электрычны ток праз падкладку металічнага ліста, тэмпература плаўлення аксіду алюмінію ў 2050 °C можа быць дасягнута на працягу паўхвіліны. Для вуглавых вымярэнняў невялікія часціцы аксіду алюмінія змяшчалі на ўзоры лістоў і пасля

расталі ў кропелькі. Аўтаматызаваная сістэма візуалізацыі запісала кроплю расплаву, як паказана, напрыклад, на малюнку 12. Кожны эксперымент з кропляй расплаву дазваляе вымераць вугал змочвання шляхам аналізу контуру кроплі, гл. малюнак 12(a), і базавай лініі падкладкі, як правіла, неўзабаве пасля выключэння ток нагрэву, гл. малюнак 12 (b).
Мы правялі вымярэнні кута змочвання для двух розных умоў атмасферы: вакууму пры 10-5 мбар і аргону пры ціску 900 мбар. Акрамя таго, былі пратэставаны два тыпы паверхні, г.зн. шурпатыя паверхні з Ra ~ 1 мкм і гладкія паверхні з Ra ~ 0,1 мкм.
Табліца II абагульняе вынікі ўсіх вымярэнняў вуглоў змочвання для Mo, MoW25 і W для гладкіх паверхняў. Увогуле, кут змочвання Мо найменшы ў параўнанні з іншымі матэрыяламі. Гэта азначае, што расплаў аксіду алюмінія лепш за ўсё змочвае Mo, што з'яўляецца карысным у тэхніцы вырошчвання EFG. Вуглы змочвання, атрыманыя для аргону, значна ніжэй, чым вуглы для вакууму. Для шурпатых паверхняў падкладкі мы сістэматычна знаходзім некалькі меншыя вуглы змочвання. Гэтыя значэнні звычайна прыкладна на 2° меншыя за куты, прыведзеныя ў табліцы II. Аднак з-за нявызначанасці вымярэнняў нельга паведаміць аб істотнай розніцы вуглоў паміж гладкімі і шурпатымі паверхнямі.

Мы вымералі вуглы змочвання таксама для іншых атмасферных ціскаў, г.зн. значэнняў ад 10-5 мбар да 900 мбар. Папярэдні аналіз паказвае, што для ціскаў ад 10-5 мбар да 1 мбар ангел змочвання не змяняецца. Толькі вышэй за 1 мбар кут змочвання становіцца меншым, чым назіраецца пры 900 мбар аргону (табл. II). Акрамя атмасферных умоў, іншым важным фактарам змочвання расплаву аксіду алюмінія з'яўляецца парцыяльны ціск кіслароду. Нашы выпрабаванні паказваюць, што хімічнае ўзаемадзеянне паміж расплавам і металічнымі падкладкамі адбываецца на працягу ўсёй працягласці вымярэння (звычайна 1 хвіліна). Мы падазраем, што працэсы растварэння малекул Al2O3 у іншых кампанентах кіслароду, якія ўзаемадзейнічаюць з матэрыялам падкладкі побач з кропляй расплаву. У цяперашні час працягваюцца далейшыя даследаванні для больш дэталёвага вывучэння як залежнасці ад ціску вугла змочвання, так і хімічных узаемадзеянняў расплаву з тугаплаўкімі металамі.