Способ определения положения расплавленной зоны в процессе зонной перекристаллизации

Саюа Советскнл Соцналистическин Республик(23 иоритет -бликовано 0 Государственный комите авета Министров СССРео лелем изобретений н открытий 3) У,ЛК 669,0(71) Заявител сесоюзный на алюминиевой проектный институтй промышленности о-исследовательскии агниевой и электрод(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕН РАСПЛАВЛЕННОЙ ЗОНЪ В ПРОЦЕСС ЗОННОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ области очистке зонной перекрия монокристалИзобретение относится к металлов,и полупроводнико сталлизацией и выращива лов. Это д тие гра частью о степени ет возможность опред ицы между, расплав разца с точностью, ие апыленности смотров ть,положе- и твердой висящей от окна. ли м Известен способ определения положения расплавленной зоны в ироцессе зонной перекристаллизации, осуществляемой в герметичной камере со смопровыми окнами, который основан на сравнении интенсивности излучения расплава и прилегающих к нему твердых участков перекристаллизуемого образца, воспринимаемого приемником излучения фотоэлектрической системы,Отличием описываемого способа является осуществление сканирования поверхности образца по траектории, пересекающей контролируемую границу между расплавленной зоной и твердым участком образца, и использование скачкообразного изменения амплитуды и частотного спектра переменной составляющей потока лучистой энергии в качестве признака, пересечения оптической осью приемника излучения контролируемой границы и, в частном случае, в качестве сигнала рассогласования,Описываемый способ может быть применен при бестигельной плавке, а также для зонной плавки в контейнере, Он основан на различии оптичесснх свойств поверхности рас плавленной зоны и твердой части перекристаллизуемого образца, В потоке лучистой энергии от расплавленной зоны имеется переменная составляющая, возникающая .под действием механических вибраций и электромаг нитных сил (при индукционном нагреве), деформирующих поверхность расплава, которая резко отличается по амплитуде и частотному спектру от переменной составляющей потока энергии, излучаемой твердым участком образца, прилегающим к зоне.На чертеже показана схема осществлепияописываемого способа.Поток лучистой энергии анализируют припомощи сканирующей фотоэлектрической сп стемы с приемником 1 излучения, траекторияразвертки которого направлена вдоль оси,перекристаллизуемого образца 2, помещенного в полость герметичной камеры 3 из непрозрачного материала со смотровым окном 4. Пятно 25 5 сканирования периодически пересекает границу б расплавленной зоны 7, причем в момент пврехода оптической оси приемника излучения от твердой фазы к жидкой происходит скачкообразное изменение амплитуды и З 0 частотного спектра переменной составляющей.1 -411 /Ц ,ф 2:;е:2 т"Рт.Т 539 Ы Составитель Т. фирсоваедактор Н. Корченко Техред И. Михайлова Корректор В. Гутма Заказ 108/214НПО Изд. М 113 арствеииого ком по делам изоб Москва, )К, РТираж 964итета Совета Министров СССетений и открытийаушская наб., д. 4/5 днисное. Харь ред, Патент потока лучистой энергии. По сигналам,на выходе электронного усилительно-,преобразовательного блока 8 положение контролируемой праницы определяют с точностью до одного диаметра пятна сканирования. В связи с тем, что учитывается не абсолютная интенсивность потока лучистой энергии, а скачкообразное изменение амплитуды и частотного спектра его переменной составляющейизменение в течение процесса пере- кристаллизации оптических свойств смотрового окопа вследствие запыления не будет влиять на точность измерений, По измеренным текущим значениям координат границ зоны определяют ширину зоны и скорость ее перемещения. В том случае, когда для автоматического регулирования необходимо получить непреры)вный сигнал, пропорциональный положению границы зоны, переменную составляющую потока лучистой энергии можно использовать в сканирующей системе в качестве сигнала рассогласования, в результате чего в моменты резкого изменения амплитуды и частотного спектра переменной составляющей потока лучистой энергия на выходе усилительно-преобразовательного блока появляется сигнал,приводящий к реверсу напразления движенияприемника излучения. 1. Спосоо определения положения расплавленной зоны в процессе зонной перекристаллизации, основанный на сравнении излучения расплава и прилегающих к нему твердых час тей,перекристаллизуемого образца, воспринимаемого приемником,излучения фотоэлектрической системы через смотровое окно, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью измерения положения границы между твердой частью 15 образца и расплавом с точностью, не зависящей от степени запыленности смотрсзого окна, осуществляют сканирование поверхности образца по траектории, пересекающей контролируемую границу, причем в качестве призна ка пересечения оптической осью приемникаизлучения контролируемой границы используют скачкообразное изменение амплитуды и частотного спектра переменной составляющей потока лучистой энергии.25 2. Способ по,п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что скачкообразное изменение амплитуды и частотного спектра переменной составляющей потока лучистой энергии используют в качестве сигнала рассогласования.