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フラックス法は、出発物質を溶媒（フラックス）に溶解し、析出させて目的の化合物の結晶を形成する結晶成長法です。フラックスは、湿式化学の再結晶化と同様に、目的の化合物の融点を下げます。[ 1 ]フラックスは、フラックスと反応しない非常に安定したるつぼで溶融されます。酸化物結晶の成長には、白金、チタン、ニオブなどの金属るつぼが使用されます。金属結晶の成長には、アルミナ、ジルコニア、窒化ホウ素などのセラミックるつぼが使用されます。 [ 2 ]空気感受性の成長の場合、内容物はアンプルに密封されるか、雰囲気制御炉に置かれます。
酸化物フラックスは、揮発性、粘度、およびるつぼに対する反応性を低減するために、しばしば混合されます。金属フラックスは、揮発性、粘度、および反応性の問題がないため、通常は混合されません。 [ 3 ]理想的なフラックスは、次の特性を備えている必要があります。[ 2 ]
成長物（出発原料、フラックス、るつぼ）を加熱して完全な液体溶液を形成する。成長物を溶液が完全に飽和する温度まで冷却する。さらに冷却すると、溶液から結晶が析出し、溶液中の出発原料の濃度が低下し、溶液が完全に飽和する温度が低下する。このプロセスを繰り返し、温度を下げてさらに多くの結晶を析出させる。その後、所望の温度でプロセスを停止し、成長物を炉から取り出す。実際には、フラックス法は、成長物をプログラム可能な炉に入れることによって行われる。
この基本的な温度プロファイルには、追加の保持時間や冷却過程の異なるポイントでの冷却速度の違いなど、追加の手順を加えることができます。結晶化は、自然発生的な核生成、種結晶による促進、または機械的応力によって起こります。
結晶化後、目的の結晶の表面または内部に固化したフラックスが残ることがよくあります。フラックスと結晶の熱膨張率が異なるため、このフラックスが結晶に欠陥を引き起こす可能性があります。[ 4 ]溶媒（通常は酸または塩基）でフラックスを溶解できますが、結晶を溶解しない溶媒を見つけるのは困難です。フラックスは、刃やドリルを使用して機械的に除去できます。結晶とフラックスの沸点が大きく異なる場合は、蒸発によってフラックスを除去できます。フラックスは、液相に種結晶を使用して再結晶化することによっても除去でき、結晶が蓄積するにつれてフラックスが残ります。
フラックスが測定に影響を与える可能性があるため、過剰なフラックスを除去することは結晶の特性を評価する上で重要です。たとえば、スズと鉛は低温で超伝導しますが、 [ 5 ]サンプルにスズまたは鉛のフラックスが含まれている場合、目的の結晶が超伝導体でなくても超伝導が観察されることがあります。
単結晶の形で得られる宝石材料の成分をフラックス（溶媒）に溶解させる。