Пристрій для вирощування профільованих монокристалів

Изобретение относится-к технологии получения кристаллических изделий методом Степанова, обеспечивает увеличение прочностных и оптических характеристик монокристаллов в виде изделий, имеющих неправильную геометрическую форму с удлиненными выступами. Устройство включает камеру роста, ти Изобретение относится к технологии получения монокристаллов в виде, изделий вытягиванием из расплава. Цель изобретения - увеличение прочностных и оптических характеристик монокристаллов в виде изделий, имеющих неправильную геометрическую форму с удлиненными выступами. На фиг. 1 показано устройство для выращивания профилированных кристаллов; на фиг. 2 и 3 - насадки формооб— разователя с различным расположением капиллярных каналов и несквозных канавок; на фиг. 4 и 5 - схема истечения расплава из капиллярных каналов и направление движения потока расплава. Устройство включает камеру 1 роста» в которой установлен тигель 2 для 33-90 - __ґ.^ гель для расплава с формообраэователем. Последний выполнен в виде основания и насадки. Насадка имеет форму выращиваемого изделия, соединена с вертикальным капиллярным каналом, имеет на рабочем торце сквозные капиллярные каналы и несквозные канавки. Расплав по капиллярным каналам поступает на рабочий торец насадки* Благодаря несквозным канавкам и их расположению за счет снижения вязкости и действия капиллярных сил расплав растекается по рабочему торцу насадки. Получены медицинские имплантаты,' их прочност-» ные характеристики в 2-3 раза выше, чем у полученных на устройстве по прототипу. Повышена оптическая прозрачность кристаллов. 1 табл., 5 ил. расплава. В тигле 2 установлен формо- s образоваггель в виде основания 3 и насадки 4, имеющей форму выращиваемого изделия 5 неправильной геометрической формы с удлиненными выступами. Насадка 4 соединена с вертикальным капиллярным каналом 6 сквозными капиллярными каналами 7 для подачи расплава СП на рабочий торец насадки, а котором выполнены несквозные канавки 8, расположенные в каждом из выступов, и глухие отверстия 9, предназначенные для получения отверстий в изделии 5. Продольная ось канавок 8 совпадает с направлением потока расплава, вытекающего из одного сквозного капиллярного канала 7. Вытягивание изделия осуществляют на затравку 10*закрепленную в затравкодержателе 11. Тигель 2 установлен э полости нагревателя 12. 1591537 Устройство работает следующим образом. В тигель 2 загружают исходный мас териал и помещают его в нагреватель 12. Температуру нагревателя 12 поднимают до расплавления исходного материала. Через капиллярный канал 6 расплав поступает на рабочий торец насадки 4. Затем к расплаву подводят Ю затравку 10 и выращивают изделие 5 вы, тягиванием из расплава. При этом благодаря несквозным канавкам 8» их расположению за счет снижения вязкости расплава и действия капиллярных сил, ] действующих в канавках, расплав растекается на весь рабочий торец насадки 4. Вязкость расплава снижается потому, что осевой градиент расплава в канавке выше, чем на рабочем торце 20 насадки. Подводят затравку 10 и выращивают изделие 5 вытягиванием из расплава. П р и м е р . Выращивают сапфировый стоматологический имплантат. Ис- 25 пользуют установку "КркстаПл-60611. В тигель диаметром 100 мм устанавливают формообразователь, основание которого представляет собой капиллярный пучок эп диаметром АО мм с площадью сечения каждого отдельного капилляра 0,6 ± + 0,1 м м 2 , загружают исходный материал — окись алюминия в виде отходов Вернейлевского производства. На пучок капилляров помещают насадку в виде 35 пластины толщиной 3 мм, выполненной из молибдена;, имеющей сквозной капиллярный канал шириной 0,7 мм, соединенный с пучком капилляров, и две несквозные канавки треугольного сечения 40 с величиной основания 1 мм и высотой 1 мм. Тигель с насадкой помещают в нагреватель. Камеру вакуумируют и заполняют аргоном до давления 1,05 ати. Показатель Механические свойства Наличие дефектных зон Прочность иа изгиб, кг/см2 Ударная прочность, у с е д . Оптические свойства Наличие рассеивающих центров Поднимают температуру тигля до расплавления исходного материала (2050 С) . Подводят к рабочему торцу насадки затравку, оплавляют ее и вытягивают кристаттл методом Степанова. Скорость вытягивания 30 мм/ч. Данные по качеству полученных имплантатов на устройстве по прототипу и предлагаемом устройстве приведены в таблице. Как следует из данных таблицы, прочностные характеристики профшшрованных кристаллов, выращенных с помощью предлагаемого устройства, в 2 3 раза выше, чем с использованием устройства по прототипу, за ічег исключения дефектных зон, образующихся при столкновении разнонаправленных потоков расплава. Исключение этого фактора приводит и к повышению оптической прозрачности изделий, іак как нет рассеивающих центров, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для выращивания профилированных монокристаллов, включающее камеру роста, тигель для ратлава с установленным в нем формообразовато— лем в виде закрепленной на основании насадки, соединенной с вертикальным капиллярным каналом и имеющей на поверхности канавки, и затранкодержатель с затравкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения прочностных и оптических характеристик монокристаллов в виде изделий неправильной геометрической формы с удлиненными выступами, насадка имеет выступы, канавки расположены в кажг" дом из выступов в направлении чх наибольшей длины и -выполнены иесквозными. Прототип Предлагаемое устройство Есть Нет 2300 5500 0,3 1 Есть (в местах столкновения пот окон р а с плавов) • Нет 1591537 Фиг.1 Фиг.г Шиг.з 1591537 / 1 Фиг.5 ФигА Редактор Л. Курасова Составитель Н. Давыдова Техред М.Дидык Корректор О, Ципле Заказ 2973/ДСП Тираж 205 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С(?СР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101