Устройство для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов

 

1

О П И C А Й Й Е 283983

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

Союз Ссветскик

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.ll.1969 (№ 1302568/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 23.ХП.1970

Кл. 12g, 17/00

МПК В 01j 17/00

УДК 548.55 (088.8) Комитет IIo делам изобретениб и открытиЯ ори Совете Министрое

СССР

Авторы изобретения

А. Г. Носоновский, l0. М. Либин и В. Я. Вакуленко

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ

ТУГОПЛАВКИХ ОКИСЛОВ

Основным недостатком такого устройства является невысокое качество выращиваемых кристаллов.

Для устранения вышеуказанного 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 отжиговый стакан, дополнительной 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 А — А фиг. 1; на фиг. 3 — вид на подвижный и неподвижные столики.

20 Порошок исходного продукта из пптателя 1 вместе с кислородом, подводимым к вводу 2, смешивается в нижней части горелки 8 с водородом, вводимьп1 через ввод 4, обр".çóÿ факел, направленный в рабочее пространство росто25 вого блока б и 7, где происходит рост кристалла. По окончании выращивания монокристалла несколько снн?каIот температуру факела и подвEI?KEIûc. огнеупорные полумуфелп ростового блока 7 и одного из отжиговых блоков 11

30 перемещают по направляющим 9 и 15.

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.

Устройство состоит пз питателя I, ввода 2 кислорода, основной горелки 8 с вводом 4 водорода, кожуха муфеля 5, ростового блока, состоящего из неподвижного б полумуфсля и подвижного 7. установленного на листе 8, направляющих 9, отжнговых блоков, состоящих из неподвижных полумуфелей 10 и подвижных 11, orEIe IIo;?11 1. I стаканов 12 I< IIoTI>емпого приспособления 13, листов 14 и на10 правляющих 15, горелок 1б с вводом 17 газа, вытягивающсго устройства, состоящего пз подви?кпого столика 18 с фигурным пазом 19, подсвечника 20 с шипом, огнеупорного стер?кпя (свечи) 21, неподвижных столиков 22 с

15 фиксирующим винтом 28.

Все узлы и детали установки жестко закреплены на станине.

Устройство работает следующим образом.

283983

Перед окончанием выращивания включают дополнительную горелку lá, факел которой омывает пространство между наружной поверхностью стакана 12 и внутренними поверхностями огнеупорных половин — полумуфелями 10 и 11. При нагревании стакана до температуры порядка 1800 †18 С и по окончании выращивания монокристалла в ростовом блоке несколько снижают температуру основного факела. Затем подвижные полумуфели ростового блока 7 и одного из отжиговых блоков 11 перемещают по направляющим 9 и 15 в положение, необходимое для перемещения готового кристалла в вертикальной плоскости. Стакан при помощи подъемного приспособления

18 приподнимают в крайнее верхнее положение. Кристалл вместе с подсвечником 20, шип которого входит в фигурный паз 19, перемещают по нему в одно из крайних положений таким образом, чтобы ось кристалла совпала с осью стакана. После осуще твления указанных манипуляций стакан и подвижные полумуфели возвращают в исходное положение.

В первый момент отжига горелка работает в максимальном форсированном режиме. Это делается для того, чтобы выравнять температуру во всем объеме крисгалла. Затем, постепенно снижая расход подводимого к дополнительной горелке газа, снижают температуру на кристалле до 100 — 200 С. После освобождения рабочего пространства ростового блока от кристалла на другом подсвечнике вводят новую затравку и производят выращивание.

Такое устройство позволяет вести непрерывное выращивание и отжиг благодаря тому, что на один ростовый блок приходится два отжиговых. Если на выращивание кристалла затрачено и час, то на отжиг отводится время в два раза больше, т. е. 2,п час.

Основным преимуществом устройства является то, что кристаллы получают ненапряженными непосредственно в устройстве для выращивания кристаллов, не затрачивается время на отжиг в отдельном агрегате.

Кроме того, в связи с тем, что кристалл транспортируется в отжиговый блок при высокой температуре, нет необходимости затрачивать энергию для его разогрева, как это де10 лается при работе с отдельными отжиговыми печами.

Полумуфели ростового блока на протяжении всего срока службы работают в стационарном режиме, т, е. без теплосмен, что значи15 тельно увеличивает срок их службы.

Применение данного устройства увеличивает выход сортовых кристаллов на 10 — 15 /О, так как не происходит их растрескивание в момент отключения печи.

Предмет изобретения

Устройство для выращивания монокристал25 лов тугоплавких окислов из порошка исходного продукта в кислородно-водородном пламени по способу Вернейля, включающее питатель, горелку, кристаллизатор и вытягивающий механизм, отличающееся тем, что, с целью

30 улучшения 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

35 которыми с зазором расположен подвижный отжиговый стакан, дополнительной горелки, расположенной под стаканом, и нескольких неподвижных и одного подвижного столика с фигурными пазами, 283983 тт гз фиг.1 в щ

9>иг. 2

Составитель Т. Н. Кузьмййй

Редактор Л. Г. Герасимова Техред A. А. Камышникова Корректор Т. А. Уманец

Заказ 3667/7 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2