Устройство для выращивания кристаллов направленной кристаллизацией расплава

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е С КИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 30 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21 ) 1903621/26 (22) 02.04.73 (46) 23.01.93. Бюл. " 3 (72) Б.И ° Бирман, Н.П.Иванов, Н.Н.Смирнов и Л,Л.Нагорная (56) Авторское свидетельство СССР 136614, кл. В 01 .1 17/06, 1959. (5")(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЦ ИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ РАСПЛАВА, включающее sepтикально установленную шахтную печь, снабженную в верхней части нагревателем, помещенную в полость печи ам- . пулу и кольцевой холодильник, о т—

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава и может быть применено преимущественно для выращивания щелочно-галоидных . кристаллов, используемых в сцинтилляционной технике.

Известны устройства для выращивания кристаллов направленной кристаллизацией расплава, включающие вертикально установленную шахтную печь, снабженную в верхней части нагревателем, помещенную в полость печи ампулу с кристаллизуемым веществом и кольцевой холодильник.

Недостаток известных устройств заключается в том, что из-за массивного кольцевого холодильника в нижней части нагревателя печи не может быть реализован высокий положительный градиент температуры непосредственно, у фронта кристаллизации, в связи с

„„SU ÄÄ 575807 А1 личающееся тем, что, сцелью повышения скорости роста и качества кристаллов вследствие улучшения условий конвективного перемешивания расплава, холодильник выполнен в виде цилиндра с внешним диаметром, равным 0,2-0,4 внутреннего диаметра печи, и толц|иной 0,05-0,15 диаметра ампулы и установлен в зоне нагревателя на расстоянии 1-2 диаметров ампулы от его нижнего края.

2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что высота холодильника равна 0,2-0,3 диаметоа ампулы. чем перемешивание расплава в ампуле имеет слабую интенсивность.

Цель изобретения - повышение скорости роста и качества кристаллов вследствие улучшения условий конвективного перемешивания расплава в области фронта кристаллизации.

С этой целью холодильник выполнен в виде цилиндра с внешним диаметром, равным 0,2 - 0,4 внутреннего диаметра печи, и толщиной 0,05-0,15 диамет ра ампулы и установлен в зоне нагревателя на расстоянии 1-2 диаметров ампулы от его нижнего края. Высота холодильника равна 0,2-0,3 диаметра ампулы.

При таком выполнении устройства положительный градиент температуры в печи над холодильником будет максимальным. При этом достигается существенное увеличение эффективности кон575807

Предлагаемое устройство дает воэможность увеличить допустимые cKopQc ти роста, не опасаясь возникновения дефектов в кристаллах, что ведет к увеличению производительностИ.

Редактор Т,Шарганова Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Заказ 1088 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и,открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101. вективного перемешивания расплава, так как отрицательный градиент температуры в расплаве максимально приближен к поверхности холодильника и, следовательно, к фронту кристаллизации.

На чертеже схематически показано предлагаемое устройство, разрез. Оно состоит иэ вертикальной шахтной печи

1, разделенной на две камеры: верхнюю "горячую" 2 и нижнюю " холодную"

3, причем диаметр верхней камеры в

2-2,5 раза превышает диаметр нижней камеры. 15

В "горячей" камере 2 установлена ампула 4 с расплавом, связанная тросом 5 с механизмом подъема и опускания. В зоне нагревателя камеры 2 на расстоянии 1-2 диаметров ампулы от его нижнего края установлен кольцевой холодильник 6, выполненный в виде цилиндра с внешним диаметром, равным 0,2-0,4 внутреннего диаметра пе- . чи, толщиной 0,05-0,15 и высотой, равной 0,2-0,3 диаметра ампулы.

Устройство работает следующим об- разом.

Ампулу 4 на тросе 5 опускают из верхней 2 в нижнюю 3 камеру. B расплаве в узкой зоне вблизи холодильника создается крутой положительный градиент температуры. Во всем остальном объеме расплава создается отрицательный градиент. Это обусловливает устойчивую естественную конвекцию, создающую интенсивное естественное перемешивание и ускорение сегрегационных явлений в кристалле. В этих условиях происходит выращивание крис-. таллов.