УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Советский патент 1996 года по МПК C30B11/00 

Изобретение относится к выращиванию кристаллов из раствора в расплаве и может найти применение для получения монокристаллов ферритов, используемых в радиотехнике.

Среди устройств для получения, например, магнитных гранатов лучшие качество и размеры кристаллов достигаются при выращивании в тигле, предусматривающем введение затравки в раствор-расплав поворотом тигля на 180^о вокруг горизонтальной оси.

Известно устройство для выращивания монокристаллов иттрий-железистого граната из раствора в расплаве, включающее платиновый тигель, выполненный в виде полого закрытого цилиндра с приваренными верхней и нижней крышками.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выращивания монокристаллов из раствора в расплаве, включающее тигель для расплава с затравкодержателем внутри, выполненный в виде полого закрытого цилиндра, закрепленного в керамической оболочке, которая установлена в нагревательной камере с возможностью поворота.

Недостатком этих устройств является малый срок службы тигля, так как его крышку после каждого процесса отрезают.

Цель изобретения увеличение срока службы тигля.

Указанная цель достигается тем, что в нагревательной камере с возможностью поворота тигель выполнен разъемным в виде двух одинаковых стаканов, состыкованных открытыми краями.

С целью исключения попадания расплава в разъем для стыковки стаканов на их краях выполнены цилиндрические проточки, а затравкодержатель установлен на дне стакана с внутренней проточкой.

При любом повороте тигля на 180^о вокруг горизонтальной оси уровень расплава находится ниже стыка, что исключает необходимость его сварки.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез; на фиг.2 узел I на фиг.1.

Тигель содержит верхний 1 и нижний 2 стаканы, состыкованные в плоскости центрального поперечного сечения. Затравочный кристалл 3 прикреплен ко дну верхнего стакана 1 с помощью затравкодержателя 4, а в нижний стакан 2 засыпана шихта 5. Тигель помещен в оболочку 6 из высокотемпературной керамики и зафиксирован запорным стержнем 7. Оси 8 и 9 служат для переворота тигля, а торцы их, входящие в отверстия в оболочке 6, имеют квадратное сечение. Тигель в оболочке установлен в камере 10 нагрева, поворотные оси выведены через ее стенки наружу для управления ими в процессе работы. Для нагрева используются карбидокремниевые электронагреватели 11. Для стыковки стаканов на их краях выполнены цилиндрические проточки (фиг.2), причем затравкодержатель установлен на дне стакана 1 с внутренней проточкой, что исключает попадание расплава в разъем при первом перевороте тигля.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) шихту 5 расплавляют и гомогенизируют, вводят в расплав затравочный кристалл 3 поворотом тигля вокруг горизонтальных осей 8 и 9, далее ведут процесс роста путем медленного снижения температуры. В конце периода роста вторым поворотом тигля выводят выросший кристалл из расплава. Охлажденный тигель разъединяют и извлекают кристалл.

Учитывая малую величину зазора в разъеме и то, что переворот тигля производится практически мгновенно (меньше 1 с), потерь расплава за счет вытекания не происходит. Второй же переворот тигля не имеет существенного значения для технологии, так как к этому времени процесс роста уже закончен и происходит лишь вывод выросшего кристалла из расплава.

Необходимая прочность соединения двух стаканов 1 и 2, исключающая самопроизвольное их разъединение, обеспечивается запиранием тигля в оболочке 6 запорным стержнем 7.

Предлагаемая конструкция устраняет распиловку и сварку тигля, что увеличивает срок его службы в 5-10 раз и уменьшает потери платины.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ на затравку, включающее тигель для расплава с затравкодержателем внутри, выполненный в виде полого закрытого цилиндра, закрепленного в керамической оболочке, которая установлена в нагревательной камере с возможностью поворота, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы, тигель выполнен разъемным в виде двух одинаковых стаканов, состыкованных открытыми краями.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью исключения попадания расплава в разъем для стыковки стаканов, на их краях выполнены цилиндрические проточки, а затравкодержатель установлен на дне стакана с внутренней проточкой.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ на затравку, включающее тигель для расплава с затравкодержателем внутри, выполненный в виде полого закрытого цилиндра, закрепленного в керамической оболочке, которая установлена в нагревательной камере с возможностью поворота, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы, тигель выполнен разъемным в виде двух одинаковых стаканов, состыкованных открытыми краями. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью исключения попадания расплава в разъем для стыковки стаканов, на их краях выполнены цилиндрические проточки, а затравкодержатель установлен на дне стакана с внутренней проточкой.