Устройство для выращивания кристаллов Советский патент 1993 года по МПК C30B7/00 

Изобретение относится к выращиванию кристаллов из раствора и может быть использовано для получения пьезоэлектрических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристаллов.

Целью изобретения является ускорение роста кристаллов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для выращивания кристаллов, включающем кристаллизационный сосуд, кристаллодержатель с затравкой и насос с патрубком для подачи раствора, снабженным гидронасадкой с системой отверстий, гидронасадка установлена над кристаллодержателем, и оси отверстий в насадке расположены вертикально.

На чертеже представлен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство включает кристаллизационный сосуд 1, кристаллодержатель 2 с кристаллом 3, насос 4 с выходным патрубком 5, снабженным гидронасадкой 6, расположенной над кристаллом 3. В нижней части гидронасадки 6 выполнена система отверстий 7.

Устройство работает следующим образом. Заполняют кристаллизационный сосуд 1 раствором до уровня расположения кристалла 3. Создают условия пересыщения и включают насос 4. При этом раствор, проходя через патрубок 5, выходит из отверстий 7 гидронасадки 6 в виде нисходящего потока, образованного системой незатопленных струй, падающих на кристалл 3. При этом вся поверхность кристалла покрывается пленкой стекающего, постоянно обновляющегося раствора.

Пример 1. Выращивают кристалл КДР из водного раствора в предлагаемом устройстве. Емкость кристаллизационного сосуда 5 л. Внутри него на расстоянии от дна 8 см установлена кристаллическая затравка с размерами вдоль осей х и у 2 см (вершина пирамиды направлена вверх). Над кристаллом на расстоянии 4 см установлена гидронасадка в виде цилиндра диаметром 3 см и высотой 5 см, в нижней торцевой стенке которого выполнена система отверстий диаметром 1,5 мм,.отстоящих друг от друга на

(Л

00

ю ю кэ о

2,5 мм. В нижней части кристаллизационного сосуда размещен центробежный насос.

Заполняют сосуд раствором до высоты 8 см так, чтобы кристалл оставался над раствором. Создают условия пересыщения, включают насос. Температура насыщения раствора 32,3°С, температура роста 2б°С. Скорость истечения раствора из патрубка 20 см/с. Длительность выращивания 10 ч. За указанное время прирост кристалла в направлении Z составил 2,5 см, что соответствует скорости роста 2,5 мм/ч.

П р и м е р 2 (сравнительный). Выращивают кристалл КДР при тех же условиях, что и в примере 1, но при этом заполняют сосуд раствором до погружения в него кристалла и гидронасадки. Концу цикла выращивания соответствующий прирост составил 1,3 см, что отвечает скорости роста 1,3 мм/ч.

Исследования кристаллов показали, что в обоих случаях они являются визуально

прозрачными, не содержат включений, обладают одинаковой плотностью-дислокаций, измеренной методом травления.

Таким образом, предложенное устройство по сравнению с прототипом обеспечивает ускорение роста кристалла приблизительно в 2 раза за счет улучшения условий выращивания.

Формула изобретения Устройство для выращивания кристаллов из раствора, содержащее кристаллизационный сосуд, установленный в нем кристаллодержатель для затравки и насос с патрубком, снабженным гидронасадкой с системой отверстий для подачи раствора-к затравке, отличающееся тем, что, с целью ускорения роста кристаллов, гидронасадка размещен над кристаллодержате- лем при вертикальном расположении осей ее отверстий.

Использование: для получения пьезоэлектрических, пироэлектрических, электрооптических и других кристаллов. Устройство включает кристаллизационный сосуд. Внутри него установлен кристаллодержатель для затравки и насос, Насос имеет патрубок, снабженный гидронасадкой с системой отверстий. При этом гидронасадка размещена над кристаллодержателем, а оси ее отверстий расположены вертикально. Выращены кристаллы КДР. Скорость роста 2,5 мм/ч, что приблизительно в 2 раза выше скорости роста по прототипу. 2 пр., 1 ил.