167543. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szintetikus egykristályok előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS 167543 #Ä% Nemzetközi osztályozás: Iggf Bejelentés napja: 1974.1. 25. (VE-753) B 01 d 9/02, B 01 j 17/04 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja: 1975. V. 28. Megjelent: 1976. XI. 30. •' Feltalálók: Tulajdonos: Butuzov Vladimír Petrovich kristályfizikus, Gordienko Leonid Alexandrovich geológus, Vsesojuzny ordena Trudovogo Krasnogo Tsinober Leonid Iosifovich kristályvegyész, Moszkva, Znameni Nauchno-Issledovatelsky Khadzi Valentin Évstafievich, kristályfizikus, Alexandrov Vladimirskoi oblasti, Institut sinteza Mineralnogo syrya Szovjetunió (Vniisims), Alexandrov Vladimirskoi oblasti, Szovjetunió Eljárás szintetikus egykristályok előállítására 1 A találmány tárgya eljárás kristályok előállítására, különösen szintetikus egykristályok előállítására hidrotermális oldatokból, a hőmérsékletgradiens eljárás felhasználásával. A találmány szerinti eljárás például olyan nagyértékű kvarckristályok előállítá- 5 sara alkalmazható, melyeket a rádióelektronikai és az optomechanikai iparban használnak. Ismeretesek eljárások szintetikus egykristályok, különösen kvarckristályok előállítására hidrotermális oldatokból. Ilyen eljárást ismertet pl. a 10 3 291 575 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás. Az ismert eljárásoknál a kvarckristály növesztése függőlegesen elhelyezett hosszú, hengeres autoklávokban történik. Az autokláv alsó felében, az 15 oldókamrában helyezik el a kiindulási anyagot, a tört kristályos kvarcot. Az autokláv felső felében, a növesztő kamrában helyezik el az oltókristály lapot. Ezt a lapot úgy metszik ki a kvarckristályból, hogy nagyobbik felülete merőleges a Z 20 tengelyre. Általában az oltókristálylapok négyszögletes, hosszúkás formájúak: hosszirányuk megfelel az Y tengelynek, szélességük pedig az X tengelynek. Az ismert eljárások szerint az oltókristálylapokat 25 az autokláv növesztő kamrájában kristálytartókban úgy helyezik el, hogy a kristálylapok nagyobbik felületei, melyek a növesztési alapfelületek, függőleges irányúak. Az oltókristálylapoknak az X tengelyre merőleges oldalai két, más anyagból 30 készült lemezzel rögzítve vannak. A kiindulási anyag bevitele és az oltókristálylapok elhelyezése után az autokláv szabad belső térfogatának 75-80%-át nátriumkarbonát vagy nátriumhidroxid vizes oldatával töltik meg. Ezután az autoklávot hermetikusan lezárják és elektromos fűtőtestek segítségével annyira felmelegítik, hogy az autokláv alsó részének hőmérséklete Pl 400 C°-ra, az autokláv felső részének hőmérséklete pedig 380 C°-ra emelkedik. Ekkor a túlhevített gőz az autoklávban kb. 1000 atmoszférás hidrosztatikus nyomást állít elő. Az autokláv alsó része és felső része között keletkező 20 C°-os hőmérsékletgradiens az oldat állandó konvekciós áramlását hozza létre az autoklávban. Az autokláv alsó részében a kiindulási anyag feloldódik és telített kvarcoldatot képez. A túlhevített telített oldat felfelé áramlik a növesztő kamrába. Itt az oldat hőmérséklete 20 C°-kal csökken, ezáltal az oldat túltelítetté válik és kvarc válik ki belőle, amely az oltókristálylapokon kristályosodik ki. A lehűlt, kvarcban szegény oldat lefelé áramlik az oldókamrába és a kvarcnak a kiindulási anyagból az oltókristálylapokra történő átvitelének folyamata a fent leírt módon folytatódik. A hőmérsékletgradienst a növesztési ciklus teljes időtartama alatt fenntartják, ami biztosítja a kvarc állandó átvitelét az oldókamrából a növesztőkamrába. Ezáltal az oltókristálylapokon a kvarckristá-167543