Спосіб керування процесом витягування кристалу із розплаву та спосіб для його здійснення

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК С 30 В 15/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ г т т есер К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)3361266/26 (22)19 11 81 (46)15 04 93. Бюл W° 14 (72)Б Г.Заславский, П Е Стадник, Э.В.Дакиленко, В.Л.Гавриш, Ю.А.Соломаха и С.И.Васецкий (•їб) Авторское свидетельство СССР № 374902, кл. В 0 1 J 17/18, 1970 Патент США ГЬ 4036595, кл. В 01 J 17/18, 1977. (54){57) 1. СПОСОБУПРАВЛЕНИЯПРОЦЕССОМ ВЫТЯГИВАНИЯ КРИСТАЛЛА ИЗ РАСП Л А В А путем д о з и р о в к и п о д п и т к и в зависимости от уровня рзсплзва и регулирования диаметра кристалла в зависимости от температуры расплавз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности регулирования диаметра растущего кристалла, задают интервал времени между подпитками, измеряют фактические интервалы времени между подпитками, а темпе ратуру расплава изменяют по отклонению этих интервалов от заданного значения. 2. Устройство управления процессом вытягивания кристаллов из расплавз, содержащее систему подпитки, контур регулирования уровня расплава а тигле, контур регулирования диаметра кристалла и датчик уровня расплава, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, конгур регулирования диаметра кристалла содержит блок измеронич интервалов времени между дозированными подпитками, вход которого подключен к выходу датчика уровня расплава, програм\'зтор заданных интервалов времени и блок сравнения, при этом выходы программатора и блока измерения интервалов времени между подпитками подключены к входу блока сравнения этих интервалов. Изобретение относится к технологии получения кристаллов и может найти применение в производстве щелочно-гзлоидных кристаллов, например сцинтилляционных, автоматизированным вытягиванием их из расплава. Цель изобретения - повышение надежности регулирования диаметра растущего кристалла и работы устройства для его реализации. На чертеже предстаолена схема устройства для вытягивания кристалла из расплава для реализации данного способа. Устройство содержит вытягиваемый кристалл 1, затравку 2, герметичную камеру 3, боковой и донный нагреватели 4, тигель 5, соединенный с дозатором б при помощи трубки 7, питатель 8 с транспортной трубкой 9, датчик 10 уровня расплава, представляющий собой щуп из пластиковой проволоки электромагнитный клапан 11, блок 12 управления подпиткой, блок 13 измерения интервалов в р е м е н и между п о д п и т к а м и , программатор 14 заданных интервалов вре мени, блок 15 сравнения интервалов времени и блок 1G коррекции температуры. 1122014 Устройство для осуществления способа вытягивания кристалла из расплава работа^ ет следующим образом. При вытчгивании кристалла 1 уровень расплава в тигле 5 понижается, мениск между щупом датчика 10 уровня расплава и расплавом удлиняется и в момент разрыва предельно вытянутого мениска блок 12 управления подпиткой открывает электромагнитный клапан 11,сообщая объемы питателя 8 и ростовой камеры 10 3. Расплав при этом вытекает по трубке 9 в дозатор 5 до восстановления контакта щупрасплав. лиэацию) частота подпиток возрастает (интервалы времени между подпитками сокращаются) и. наоборот, при уменьшении диаметра кристалла 1 уменьшается расход расплава на кристаллизацию и интерьалы времени между очередными подпитками увеличиваются. Зависимость интервала времени т между подпитками от диаметра кристалла 1 d s определяют по формуле _ 4т В момент касания поверхностью расгде m - масса дозированной подпитки; плава кончика щупа клапан 11 закрывается V p - скорость вытягивания кристалла; и подпитка прекращается. Расплав из дозар$ - плотность кристалла. тора 6 через переточное отверстие перетеТаким образом, изменение интервалов кает втигель 5, но контакт щуп-расплав при времени между очередными дозированныэтом сохраняется за счет образования новоми подпитками по сигналу датчика уровня го предельно вытянутого мениска и т.д. Та- 20 служит информацией об изменении дизмегким образом, величина дозы подпитки, а ра кристалла следовательно, и точность поддержания Система автоматического регулировауровня расплава, определяется диаметром ния диаметра кристалла состоит из блока дозатора 6 (оптимальный диамет р 25-30 мм) и величиной предельно вытянутого мениска 25 13 измерения интервалов времени между подпитками, программатора 14 заданных (порядка 1-1,5 мм). При регулировании интервалов времени, блока 15 сравнения уровня расплава в тигле 5 подпиткой по этих интервалов и блока 16 коррекции темсигналу датчика уровня расплава, работаюпературы. Если интервалы времени между щего на предельно вытянутом мениске, лег30 подпитками превышают заданные програмко достигается точность ± 10 мкм. матором 14 значения (уменьшение диаметПодпитка по сигналу датчика 10 уровня ра кристалла), то блок 16 к о р р е к ц и и расплава носит дискретный характер. Растемпературы понижает температуру нагреплав поступает из питатепя 8 в дозатор 6 вателя 4 (расплава), что приводит к увеличетолько при отрыве щупа от поверхности раснию радиальной скорости роста, т. е. к плава. При восстановлении контакта щупа с увеличению диаметра кристалла 1, и, наоборасплавом за счет поступившей в дозатор б рот, при уменьшении интервалов времени порции расплава подпитка прекращается. между подпитками за счет увеличения диаметра кристалла 1 температура нагревателя Как оказалось, сам характер подпитки, которая происходит по сигналу датчика 10 40 4 повышается, а диаметр кристалла 1 уменьшается. Величина сигнала, корректирующеуровня расплава, содержит информацию о го температуру, пропорциональна разности массовой скорости роста кристалла 1 или о интервалов времени между фактическими его диаметре. подпитками и заданными программатором При стабильном диаметре кристалла 1 количество доз расплава, поступающего из 14 значениями. питателя 8 в тигель 5 в единицу времени, Данные способ и устройство позволяют постоянно, т. е. постоянны интервалы вреуменьшить неравномерность распределения мени между очередными подпитками или активатора по обьему кристалла до 10 %. поочередными разрывами контакта щуп-рас50 высив при этом выход заготовок, пригодных плав. для изготовления детекторов, до 00 % При увеличении диаметра кристалла 1 (увеличении расхода расплава на кристэп 1172014 \ V Редактор Составитель Б.Заславский Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова Заказ 1967 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наЬ., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина. 101