Аппарат для гидротермального выращивания кристаллов
Сущность изобретения: аппарат содержит внешний сосуд высокого давления и внутренний сосуд из коррозионно-стойкого материала или футерованный им. Внутренний сосуд выполнен разъемным и снабжен в месте разъема герметизирующим соединением. В месте соединения секции внутреннего сосуда размещена перфорированная перегородка. Герметизирующее соединение выполнено в виде двухконусного обтюратора, площадь контакта которого с поверхностями разъемного внутреннего сосуда меньше площади их поперечных сечений. Другой вариант выполнения герметизирующего соединения - в виде теплоизолирующих прокладок, например, из фторопласта. Аппарат обеспечивает увеличение перепада температуры в осевом направлении. Выращивают монокристаллы кварца, оптического кальцита. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к аппаратам для гидротермального синтеза монокристаллов, например, кварца, оптического кальцита, при выращивании которых используются агрессивные технологические растворы. Цель изобретения увеличение перепада температуры в осевом направлении. Эта цель достигается тем, что внутренний сосуд выполнен в виде двух, расположенных одна над другой цилиндрических секций, герметично соединенных между собой на уровне перфорированной перегородки, разделяющей зоны растворения шихты и роста кристаллов. Соединение секций имеет величину термического сопротивления в осевом направлении большую, чем величины термических сопротивлений цилиндрических частей секций через слой, равный по высоте соединению, что дает возможность создать и поддерживать больший осевой термоперепад (между зонами растворения и роста) по сравнению со случаем использования внутреннего сосуда с цельным корпусом. Для увеличения термического сопротивления соединения секций могут быть использованы дополнительные технические решения. Одним из возможных таких решений является использование в герметичном соединении секций уплотнительного элемента, например, двухконусного обтюратора, имеющего площадь соприкосновения с цилиндрическими частями секций, меньшую площади их поперечного сечения. В этом случае уменьшается тепловой поток по стенке внутреннего сосуда из его нижней части в верхнюю по сравнению с односекционным внутренним сосудом. Другим возможным решением является использование теплоизоляционных прокладок, например, из фторопласта, устанавливаемых между секциями в зоне их соединения. На чертеже представлен аппарат в продольном разрезе. Аппарат содержит внешний сосуд 1 и внутренний сосуд, выполненный разъемным в виде двух секций: нижней 2 и верхней 3. Секции герметично соединены между собой с помощью шпилечно-фланцевого соединения 4 и двухконусного уплотнительного элемента (обтюратора) 5, имеющего малую площадь контакта с секциями, или теплоизолирующей уплотнительной прокладкой 6. Соединение секций находится на уровне диафрагмы 7, регулирующей тепломассообмен между зонами растворения шихты 8 и роста кристаллов 9. Нагреватели 10 и перегородки 11 размещены таким образом, чтобы способствовать созданию максимального перепада температур между нижней и верхней зонами кольцевой полости, образованной внутренним и внешним сосудами. Аппарат работает следующим образом. Собирают внутренний сосуд из секций 2 и 3, устанавливают нижнюю крышку. Собранный внутренний сосуд устанавливают во внешний сосуд 1. Устанавливают необходимую технологическую оснастку в рабочую камеру внутреннего сосуда. Внутренний сосуд заливают рабочим раствором и закрывают его верхней крышкой. Заливают внешний сосуд 1 некоррозионной жидкой средой (например, дистиллированной водой). Закрывают верхний затворный узел внешнего сосуда, после чего аппарат готов к работе. Включают нагреватели 10 и осуществляют разогрев аппарата по заданному техническому режиму. После завершения технологического цикла разборку аппарата осуществляют в обратном порядке. При этом внутренний сосуд не разбирается. Преимуществом предлагаемого технического решения является возможность получения технологически заданных осевых термоперепадов в реакционной камере аппарата, необходимых для выращивания ряда важных для народного хозяйства монокристаллов, например, кварца, оптического кальцита, а также позволяет использовать после несложной реконструкции имеющееся автоклавное оборудование для выращивания монокристаллов с использованием агрессивных технологических растворов.
Формула изобретения
1. Аппарат для гидротермального выращивания кристаллов в агрессивных средах, содержащий внешний стальной сосуд высокого давления и внутренний сосуд цилиндрической формы, выполненный из коррозионно-стойкого материала или футерованный им, и имеющий внутри перфорированную перегородку, разделяющую его на две секции, отличающийся тем, что, с целью увеличения перепада температуры в осевом направлении, внутренний сосуд выполнен разъемным в месте размещения перфорированной перегородки и снабжен в месте разъема герметизирующим соединением. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что герметизирующее соединение выполнено в виде двухконусного обтюратора, площадь контакта которого с поверхностями разъемного внутреннего сосуда меньше площади их поперечных сечений. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что герметизирующее соединение выполнено в виде теплоизолирующих прокладок.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.02.2005
Извещение опубликовано: 20.01.2006 БИ: 02/2006
