Изобретение относится к области производства монокристаллов и предназначено для использования в установках при выращивании монокристаллов тугоплавких окислов, например рубинов, способом Вернейля.
Известно устройство для выращивания тугоплавких монокристаллов, состоящее из питателя, двух горелок - основной и дополнительной, кристаллизатора (печи) и вытягивающего устройства, в котором в рабочее пространство печи направлен полный факел, охватывающий растущий кристалл.
Основным недостатком такого устройства является невысокое качество выращиваемых кристаллов.
Для устранения выщеуказанного недостатка предложено устройство, выполненное в виде укрепленных на кристаллизаторе в одном кожухе с ним нескольких отжиговых блоков, каждый из которых состоит из неподвижного и подвижного полумуфелей, между которыми с зазором расположен подвижный отл иговый стакан, дополиительной горелки под стаканом, нескольких неподвижных и одного подвижного столика с фигурными пазами.
На фиг. 1 показан общий вид предложенного устройства; на фиг. 2 дан разрез по Л-А фиг. 1; на фиг. 3 - вид на подвижный и неподвижные столики.
Устройство состоит из питателя /, ввода 2 кислорода, основной горелки 3 с вводом 4 водорода, кожуха муфеля 5, ростового блока, состоящего из неподвижного 6 полумуфеля и подвижного 7, установленного на листе 8, направляющих 9, отжиговых блоков, состоящих из неподвижных полумуфелей 10 и подвижных 11, огнеупорных стаканов 12 и подъемпого приспособления 13, листов 14 и наиравляющих 15, горелок 16 с вводом 17 газа, вытягивающего устройства, состоящего нз подвижного столика 18 с фигурным пазом 19, подсвечпика 20 с щипом, огнеупорного стержня (свечи) 21, иеподвнжпых столиков 22 с фиксирующим винтом 23.
Все узлы и детали установки жестко закреплены на станине. Устройство работает следующим образом.
Порощок исходного продукта нз питателя 1 вместе с кислородом, подводимым к вводу 2, смещивается в нижней части горелки 3 с водородом, вводимым через ввод 4, образуя факел, направленный в рабочее пространство ростового блока 6 и 7, где происходит рост кристалла. По окончании выращивания монокристалла несколько снижают температуру факела и подвижные огнеупорные полумуфели ростового блока 7 и одного из отжиговых блоков 11 Перед окончанием выращивания включают дополнительную горелку 16, факел которой омывает пространство между наружной поверхностью стакана 12 и внутренними поверхностями огнеупорных ноловин - нолумуфелями 10 н 11. При нагревании стакана до температуры порядка 1800-1850° С и но окончании вырап1ивания монокристалла в ростовом блоке несколько снижают температуру основного факела. Затем подвижные полумуфели ростового блока 7 и одного из огжиговых блоков 11 перемещают по направляющим 5 и /5 в положение, необходимое для перемещения готового кристалла в вертикальной плоскости. Стакан при помощи подъемного приспособления 13 приподнимают в крайнее верхнее положение. Кристалл вместе с подсвечником 20, щип которого входит в фигурный паз 19, перемещают по нему в одно нз крайних нололсений таким образом, чтобы ось кристалла совпала с осью стакана. После осуществления указанных манипуляпий стакан и подвилсные полумуфели возвращают в исходное положение. В первый момент горелка работает в максимальном форсированном режиме. Это делается для того, чтобы выравнять температуру во всем объеме кристалла. Затем, постепенно снилсая расход подводимого к дополнительной горелке газа, температуру на кристалле до 100-200° С. После освобождения рабочего пространства ростового блока от кристалла на другом нодсвечнике вводят новую затравку и производят выращивание. Такое устройство позволяет вести непрерывное выращивание и отжиг благодаря тому, что на один ростовый блок приходится два отлейговых. Если на выращивание кристалла затрачено п час, то на отлшг отводится время в два раза больще, т. е. 2п час. Основным нреимуществом устройства является то, что кристаллы получают ненапряженнымн непосредственно в устройстве для выращивания кристаллов, не затрачивается время на отжиг в отдельном агрегате. Кроме того, в связн с тем, что кристалл транспортируется в отжиговый блок при высокой температуре, нет необходимости затрачивать энергню для его разогрева, как это делается при работе с отдельными отжиговыми печами. Полумуфели ростового блока на нротяженни всего срока службы работают в стационарном режиме, т. е. без теплосмен, что значительно увеличивает срок их службы. Применение данного устройства увеличивает выход сортовых кристаллов на 10-15%, так как не нроисходит их растрескивание в момент отключения нечи. Предмет изобретения Устройство для вырап1ивания монокристаллов тугоплавких окислов из порощка исходного продукта в кислородно-водородном пламени по способу Вернейля, включающее питатель, горелку, кристаллизатор и вытягивающий механизм, отличающееся тем, что, с целью улучщения качества кристаллов, оно выполнено в виде укрепленных на кристаллизаторе в одном кожухе с ним нескольких отжиговых блоков, каждый из которых состоит из неподвижного и подвижного полумуфелей, между которыми с зазором расположен подвижный отжиговый стакан, дополнительной горелки, расположенной под стаканом, и нескольких неподвижных и одного подвижного столика с фигурными пазами.
23
(риг.г
fu«.3
