203134. lajstromszámú szabadalom • Berendezés magas olvadáspontú, optikailag átlátszó fémvegyület egykristályainak növesztésére
1 HU 203 134 B 2 an elrendezett tégely, abból olvadékot az egykristály kristályosodási zónájába bevezető átmenő kapilláris furattal ellátott hengerként kialakított alakítószerszám van elrendezve, és a kristályosodási zóna az alakítószerszám felső homloklapja fölött helyezkedik el, továbbá az alakítószerszám keresztmetszete a növesztendő egykristály keresztmetszetével azonos és a fűtőtest felső pereme alatt visszahajló kialakítású, és az alakítószerszámon lapos, vízszintes hőpajzsok vannak felerősítve, amelyekben a növesztendő egykristályt átbocsátó koaxiális nyílások vannak kialakítva. Ezt a berendezést a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy további, üreges hengeralakú hőpajzsot tartalmaz, amely a vízszintes lapos hőpajzsokban kiképzett koaxiális nyílások belsejében, azokkal egytengelyűén van keresztülvezetve. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakja értelmében a járulékos hőpajzs üreges hengerének magassága az alakítószerszám felső homloklapja és a fűtőtest felső pereme közötti távolság 1,0-1,6-szerese közötti értékűre van megválasztva, míg a hőpajzs üreges hengerének vastagsága az alakítószerszámot befoglaló kör 0,1-0,15-szöröse közötti értékűre, míg külső átmérője utóbbi 1,5-2,0-szerese közötti értékűre van megválasztva. Az üreges henger alakú, hővezető anyagból készült járulékos hőpajzs alkalmazásával az alakítószerszám felső homloklapján a hőmérséklet eloszlása lehetővé teszi, hogy a legnagyobb hőmérsékletkülönbség még a 3 °C-t sem éri el. Ennek során a 120-160 CC értékű hőgradiens a fűtőtest belsejében a növesztendő egykristály teljes magassága mentén érvényesül, míg a hőmérsékletkülönbség a kristályosodási zónától különböző távolságokban lévő keresztmetszetekben sem haladja meg a 3 'C értéket, miáltal az egykristály növesztési stabilitása jelentősen nő. Az alakos egykristályok növesztésére alkalmas találmány szerinti berendezéssel olyan alakos egykristályok nyerhetők, amelyek geometriai méretpontossága ± 0,05 mm nagyságrendű, míg a használható egykristály hozam 35-40%-kal növelhető. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével az 1. ábrán ismertetjük részletesebben, amelyen a magas olvadáspontú optikailag átlátszó fémvegyület egykristályának növesztésére alkalmas berendezés példakénti kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete látható. A példaként ismertetett találmány szerinti berendezés légátnemeresztő 1 kamrát tartalmaz, amelynek belsejében 2 hőszigetelő tömb helyezkedik el. Ez a 2 hőszigetelő tömb grafitból és grafitosított szövedékből készült. A 2 hőszigetelő tömb belsejében villamos 3 fűtőtest van beépítve, amely grafitból készült pohár alakú, amelynek feneke a rajzon a berendezés jobb megértése érdekében nem ábrázolt villamos feszültségforrással van összekötve. A 3 fűtőtest falvastagsága a 3 fűtőtest magasságában változik. A 3 fűtőtest felső 4 peremétől mért felső egyharmadában annak falazata hozzávetőlegesen egyforma vastagságú, míg a 3 fűtőtest maradék részén annak falvastagsága folyamatosan nő, míg a pohár fenekénél a 3 fűtőtest falvastagsága hozzávetőlegesen 1,3-szerese a pohár felső 4 peremének. A 3 fűtőtest belsejében, annak hossztengelye vonalában, 5 tégely és 6 alakítószerszám helyezkedik el, mely utóbbi leukozafír cső alakú 7 egykristály alakítására szolgál. Az 5 tégely molibdénből készült, kúpos alakú és belső felülete polírozott. Az 5 tégely magassága hozzávetőlegesen a 3 fűtőtest magasságinak egy'narmadát éri el. Az 5 tégely a 3 fűtőtest tengelye mentén ide-oda mozgathatóan helyezkedik el, és a 3 fűtőtest poharának fenekén kialakított nyíláson keresztül vezetett 8 mozgatóműhöz van rögzítve. A rajzon az 5 tégely felső véghelyzetében látható, amelyben a 7 egykristály növesztése is végbemegy. Az 5 tégely rajzon is látható helyzetében a 6 alakítószerszám a 3 fűtőtest közepéig is benyúlik, míg alsó 10 homloklapja a nehezen olvadó, optikailag átlátszó fémvegyület, jelen esetben alumíniumoxid 11 olvadékába merül be. A rajzon nem látható, de abból könnyen kikövetkeztethető alsó véghelyzetben az 5 tégely a 3 fűtőtest aljának közvetlen közelében helyezkedik el. Az 5 tégely alsó helyzetében történik a nehezen olvadó fémvegyület kiindulási anyagának behelyezése és megolvasztása, amelyből aztán a 7 egykristály nő. A 6 alakítószerszám a 3 fűtőtest középső részében kialakított 12 peremben van beépítve. A 12 perem élettartamának megnövelése céljából átmérője nem haladja meg az 5 tégely átmérőjét. A 6 alakítószerszám felső 13 homloklapja a 3 fűtőtest felső 4 pereme alatt, hozzávetőleg a 3 fűtőtest harmadmagasságában fekszik. A 6 alakítószerszám felső 13 homloklapja fölött helyezkedik el a 7 egykristály 14 kristályosodási zónája. A 12 perem 15 menetes rudakon van rögzítve, amelyek végei a menetes kapcsolat segítségével a 2 hőszigetelő tömb felső részében kialakított 17 nyílást részben elfedő 16 gyűrűben vannak rögzítve. A 6 alakítószerszám a nehezen olvadó fémvegyület olvadékát nedvesítő anyagból, elsősorban molibdénből készül. A 6 alakítószerszám szolgál a 11 olvadék 5 tégelyből a kapilláris rendszeren keresztül a 14 kristályosodási zónába való bevezetésére, amelyben aztán a kiválasztott keresztmetszetű 7 egykristály növesztése és kialakulása megtörténik. A bemutatott berendezésben a 6 alakítószerszám kapillárisrendszere 18 gyűrűrés alakú, amely biztosítja a növesztendő 7 egykristály cső gyűrűkeresztmetszetét. A 7 egykristály legnagyobb átmérője 0,1-0,2 mm-rel kisebb, mint a 6 alakítószerszám felső 13 homloklapjának legnagyobb átmérője, míg a 7 egykristály legkisebb átmérője 0,05-0,1 mmrel nagyobb, mint a 6 alakítószerszám felső 13 homloklapjának legkisebb átmérője. A légátnemeresztő 1 kamra felső részében 19 nyílás van kiképezve, amelyen keresztül 20 rúd nyúlik át. Az említett 20 rúd végén egykristályos 22 kristálymagot tartalmazó 21 kristálymagtartó van rögzítve. A 7 egykristály húzási hőmérsékleti viszonyainak optimálása érdekében a találmány szerinti, bemutatott berendezés három lapos 23 hőpajzsot a 12 perem felett 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
