Устройство для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов Советский патент 1993 года по МПК C30B15/10 C30B29/22 

Изобретение касается выращивания мо.иокристаллоп и может бнть использовано в химической и электронной промышленности при производстве, высоко- тештературных монокристаллов, применяемых в квантовой электронике.

Целью изобретения является увели-. чение срока службы тигля,

На фигЛ показано предлагае мое устройство, общий вид; на фиг.2 - горизонтапьный разрез тигля; на фиг.3- разрез А-Л1.фиг,2.,

Устройство для. выращивания монокристаллов тугоплавких окислов со-дер- жит герметичную камеру 1, затравко

держатель 2 с закрепленной на не затравкой 3, на которую вытягивается монокристалл 4. Внутри камеры 1 -установлен водоохляждаемый индуктор 5, . соединенный с источником 6 индукцион ного нагрева. Тигель 7 расположен внутри индуктора 5 и прикреплен к .траверсам 8, установленньтм в верхней части камеры 1, Герметичный бункер 9 расположен на камере 1 и снабжен механизмом 10 подачи сырья 10 и подающей трубой 11, 1.

Устройство работает следующим образом.

В герметичной камере 1 внутри во- доохлаждаемого индуктора 5 с помощью траверс 8 устанавливают тигель 7, боковая часть которого выполнена в виде многЬгранной призмы, грани которой представляют собой набор из нес кольких пластин, установленных с зазором параллельно друг другу и , последовательно соединенных, а донная его часть вьтопнена из секций, установлешгвгх с зазором относителв- но друг друга Тигель 7 устанавливают так, чтобы его кромка находилась на одном уровне с кромкой верхнего витка индуктора 5, Объем тигля 7 и дополнител7эный объем между .тиг- лем и инд-уктором 5 заполняется ИС ходным порошкообраэяьгм сырьем, бункер 9 заполняется сырьем того же состава. Увaличe иe f мощности, под

--

-

25

30

20 водимой от источника Ь индукционного нагрева к индуктору 5, повышается температура тигля 7 до расплав-, ления загруженного в него сырья и

5 сырья, находящегося в дополнительном объеме. Необходимый уровень расплава достигается путем дополнительной подачи сьфья из бункера 9 с помощью механизма 10 подачи сырья че10 рез трубу П. Затем проводят вытягивание монокристалла 4 на затравку 3, прикрепленную к штоку. -.

П р.им е р. Выращивали алюмо- иттриевый гранат, активированный

5 неодимом,- Y, А1 0;, Nd (бункер заполняли сырьем того же состава), из тигля, боковая часть которого бьта изготовлена путем сварки в виде двенадцатигранной призмы с гранями, представляющими собой установленные с зазором параллельно друг другу три пластинь иридия. Высота тигля 65 мм, расстояние между противопо- . ложными гранями 70 мм, толщина пластин граней и дна 1 мм, величина за- . зоров ,2 мм, расстояние между пластинами 2 мм.

Во время процесса вытягивания осуществлялось двойное тепловое экранирование внутренних стенок тигля наружными, что обеспечивало необходимую температуру расплава при меньшем значения мощности, а значит при меньшей величине тока, протекающего в нем. Кроме того, благодаря наводимой в зазорах между гранями тигля ЭДС, величина которой зависит от количества зазоров н напряжения на индукторе, расплав в зазорах вследствие его электропроводности дополнительно нагревался током, протекакг- шим в зазорах. Это позво ипо получить необхояимуй температуру расплава при меньшем значении мощности, а, следовательно, и величиньт тока, протекакяцего в тигле. Таким образом, йроисходит .разгрузке тигля по току, (ЧТО предотвращает ег.о преждевременное 1)азрушвние.

35

40

4$

Место

Фиг. 2