Устройство для группового выращивания кристаллов Советский патент 1991 года по МПК C30B11/00 

Изобретение относится к технологии получения кристаллов направленной кристаллизацией расплава, преимущественно оптических монокристаллов.

Цель изобретения - стабилизация теплового поля по сечению тиглей, повышение выхода годных кристаллов и упрощение устройства.

На фиг. 1 представлено устройство для группового выращивания кристаллов, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство включает загрузочный бункер 1 с крышкой 2 и отверстием 3 в дне, размещенный на тиглях 4 с конусами 5, имеющими отверстия 6. Вблизи затравочных конусов 5 выполнены выточки 7 для увеличения термического сопротивления, а также выступы 8 для создания лабиринтного уплотнения и повышения точности соединения тиглей 4 с подставкой. Тигельный блок устройства для выращивания кристаллов из

расплава содержит также подставку, на которой размещены тигли 4, состоящую из двух графитовых дисков; верхнего 9 с объемным пироуплотнением, и нижнего 10 с поверхностным слоем 11 пирографита, полученным за счет поверхностного пироуплот- нения. По крайней мере в одном из дисков 9 и 10 выполнены фрезерованием каналы 12. В загрузочном бункере 1 и тиглях 4 условно показан момент перетекания расплава 13. Диски 9 и 10 и тигли 4 могут быть склеены карбонизуемым клеем с добавкой углеродной крупки (смола ФФН-3)с последующей термообработкой.

Устройство работает следующим образом.

В загрузочный бункер 1 помещают шихту CaF2 и нагревают до 1420°С, после чего образующийся расплав 13 перетекает через отверстие 3 и центральный из тиглей 4 в каналы 12 и заполняет равномерно все тигли 4, устанавливаясь на одинаковом уровне,

(Л

с

с а о ел

00

что обеспечивает симметричность теплового поля во время кристаллизации, начинающейся от конусов 5. При этом диск 9 передает тепло в осевом направлении, обеспечивая кристаллизацию, а диск 10 отводит тепло преимущественно в радиальном направлении, выравнивая температурное поле по сечению (обратное распределение потоков было бы менее выгодным, так как в этом случае в направлении горизонтального теплостока мог бы начаться рост паразитных центров кристаллизации, что ухудшает качество изделий.

Изобретение проверено на печи типа СЗВН-300 при выращивании кристаллов СаРа с размерами кристаллов 80,120 и 200 мм и квадратных в сечении штабиков мм и установлено, что по сравнению с прототипом изобретение позволяет в среднем получить повышение качества (снижение дефектности) годной продукции на 12%; повышение выхода годных кристаллов на 7%.

Формула изобретения

1. Устройство для группового выращивания кристаллов методом вертикальной

направленной кристаллизации расплава, включающее установленные на подставке графитовые тигли, нижняя часть которых выполнена в форме конуса, отличающее- с я тем, что, с целью стабилизации теплового поля по сечению тиглей и повышения выхода годных кристаллов, подставка выполнена с горизонтальными и вертикальными каналами, а конусы тиглей имеют отверстия, соединенные с каналами.

2. Устройство поп. 1,отличающеес я тем, что подставка выполнена из двух

частей, верхняя из которых имеет объемное,

а нижняя - поверхностное пироуплотнения.

3. Устройство поп. 2, отличающеес я тем, что, с целью упрощения, горизонтальные каналы выполнены по крайней мере в одной из частей подставки.

Изобретение относится к технологии получения оптических монокристаллов. Цель изобретения - стабилизация тепловых условий по сечению тиглей, повышение выхода годных кристаллов и упрощение устройства. Устройство содержит тигли, установленные на подставке. Нижняя часть тиглей выполнена в форме конуса и имеет отверстие. Подставка выполнена из двух частей. Верхняя часть - с объемным пироуплотнением, нижняя - с поверхностным. В полости подставки выполнены каналы, соединенные с отверстиями тиглей. Конструкция подставки обеспечивает хороший теплоотвод в осевом и горизонтальном направлениях, а также повышение выхода годных кристаллов на 7%. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

К

V

.X.

J4

Фиг. f

Фиг. 2

5-6