Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ЯО 13955(Я) 4 С 30 В 15/00, 15/3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛЬСТВмЪ АВТОРСКОМУ плите, камеры роста, в которой нанижнем штоке установлен тигель, ана верхнем водоохлаждаемом штокекреплен затравкодержатель. Штоки соединены с механизмами их вращенияи перемещения, имеющими каретку,установленную с возможностью перемещения по вертикальной направляющей,и винтовую шариковую пару, гайка которой закреплена в каретке, а ходовой винт соединен с электромагнитноймуфтой, взаимодействующей с электродвигателем рабочего перемещения иэлектродвигателем ускоренного перемещения. Отличие заключается в том,что камера верхней частью жестко связана с несущей колонной, а нижней -с опорной плитой. Камера, несущаяколонна, станина и опорная плита образуют жесткий О-образный контур.Каждый механизм перемещения штоковснабжен дополнительной электромагнитной муфтой для соединения винта сэлектродвигателем ускоренного перемещения, Гайка выполнена из двух независимых частей, а каретка имеетвозможность самоустановки. Верхнийшток выполнен из двух коаксиальныхтруб, разделенных продольными перегородками на две части. Каждая из нихснабжена штуцерами. Верхние торцы пеза Н.(БЦ),Бончев,Шишков,(57) гии имен моно из р ние шени техноло етение относится к оводниковых матери становке для выращи ллов тугоплавких о а, и обеспечивает ванияислововышет уменьрист спла иены полукольцом, 0 регородок соеличие состоитковка снабжен1 з.п. ф-лы,ва кристалла за сч нических нарушений оит из станины с н установленной на о аче е ей новк колонкои ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Институт физики твердого телаАН СССР(56) Проспект Ецц 1 ршепг Гог РгодисГуоп оГ Мопосгуяга 1 я апй Ер 1-чагегяой Са 111 пш АгзепЫе В.езсагсЬ апй йече 1 оршепг сгуяга 1 я рц 11 ег аког СаАБ,1978.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТУГОПЛАВКИХ ОКИСЛОВ ИЗРАСПЛАВА акже в том, что устамодульными редукторамиИзобретение предназначено для получения монокристаллов тугоплавкихокислов вытягиванием на затравку израсплава по способу Чохральского и.может быть использовано 1 ля выращивания монокристаллов ниобата лития,танталата лития алюмоиттриевого граната, сапфира, рубина и др.Цель изобретения- повышение качества кристалла за счет уменьшениямеханических нарушений при выращивании кристаллов,На фиг. 1 изображена установка,общий вид; на фиг, 2 - механизм перемещения штока, общий вид, на фиг.3винт и гайка, выполненная из двух независимых частей, затягиваемых относительно друг друга, на фиг. 4 - взаимное расположение винта, вертикальной направляющей и водоохлаждаемогоштока; на фиг. 5 - механизм вращенияштока; на фиг. 6 - водоохлаждаемыйверхний шток и его соединение с датчиком веса, разрез А-А. 25Установка содержит станину 1 с перемещаемой в ней телескопической колонной 2, опорную плиту 3, пилиндрическую обечайку герметичной камеры 4с дверью 5, дно 6 и верхнюю крышку 30камеры, укрепленную на кронштейне8, Внутри камеры размещены тигель 9с оасплавом, вытягиваемый на затравку кристалл 10, система 11 теплоизоляции тигля и кристалла, а также35индуктор 12, В полость камеры введены верхний шток 13 и нижний шток 14., Верхний инижний штоки перемещаютсяи вращаются с помощью верхнего меха низма 15 перемещения и вращения штока и механизма 16 перемещения и вращения нижнего штока Камера установлена на. столе 17. Механизмы перемещения штоков име 45 ют ходовой винт 18 с гайкой 19, выполненной из двух независимых частей укрепленных в обойме 20, плавающей в каретке 21, Каретка снабжена роликами 22, катящимися по вертикальной направляющей 23 Винт снабжен двумя эпектромагнитными муфтами 24 и 25, Шестерни 26 служат для вращения валов редукторов, собранных из модульных редукторов 2. Рабочее5 с перемещение штока обеспечивается электродвигателем 28, ускоренное перемещение - электродвигателем 29, В слусае необходимости возможно ручное перемещение штока с помощью маховика 30.Две полуоси 31 и расширенные относительно полуосей отверстия 32 обеспечивают возможность плавного смещения обоймы с гайками относительно каретки, Внутренняя труба 33 образует канал для ввода тяги весового датчика. Две перегородки 34 разделяют полость между двумя коаксиальными трубами на две части. Двигатель 35 служит для вращения штока и передачи вращения через редуктор 36 и зубчатые колеса 37 на вал 38. На валу выполнены шпицевые пазы 39 для скольжения шестерни 40, находящейся в зацеплении с шестерней 41, жестко укрепленной на штоке. Полукольцо 42 соединяет верхние торцы вертикальных перегородок. Герметичная полость 43 непосредственно примыкает к датчику 44, имеющему тягу 45. Уплотнение 46 герметизирует полость весового датчика и штока, Штуцеры 47 и 48 служат для ввода и вывода воды.Установка действует следующим образом.Через индуктор, штоки и систему охлаждения камеры пропускают охлаждающую воду. Подают высокочастотное напряжение на индуктор 12, Увеличивают напряжения до расплавления загрузки н тигле 9. Расцепляют электромагнитную муфту 24 с винтом 18, Включают электродвигатель 29 ускоренного перемещения затравки, Через редуктор 27, шестерни 26 и электромагнитную муфту 25 вращение от двигателя передается винту 18, на который накручиваются гайки 19, перемещая вниз обойму 20 и каретку 21. При этом полуоси 31, смещаясь в отверстиях 32, гасят колебания, возникающие при работе механизма. Каретка 21 на ро,пиках 22 катится па направляющей 23, перемещая при этом вниз шток 13.После того, как затравка окажется в нескольких миллиметрах от уровня расплава, двигатель 29 отключают. Включают двигатель 35, который через редуктор 36, зубчатые колеса 37 приводит во вращение вал 38, вращающий скользящую по шлицевым пазам 39 шестерню, приводящую во вращение шток 13, через шестерню .41. Затем отключают электромагнитную муфту,25, освобождая винт 18 от связи с электро40 Формула изобретения 1. Установка для выращивания монокристаллов тугоплавких окислов из расплава, включающая станину с несущей колонной, установленную на опорной плите, камеру роста с размещенным в ней индуктором, внутри которого на водоохлаждаемом нижнем штоке установлен тигель с системой теплоизоля 45 з 13975 двигателем 29. Включают электромагнитную муфту 24, связывая винт 18 с электродвигателем 28. Включают электродвигатель 28 и перемещают шток до погружения затравки в расплав, Затеи5 включают подъем штока с помощью электродвигателя 28 и начинают разращивание кристалла, Кристалл 10 через тягу 45 передает усилие датчику веса, При этом сигнал от датчика веса поступает в ЭВМ. Сигнал датчика веса является опорным сигналом для управления процессом, По мере выработки расплава осуществляется перемещение 1 б и вращение тигля с помощью перемещения и вращения тигля, аналогичного механизму перемещения и вращения верхнего штока.При работе установки вода поступа ет в штуцер 47 штока 13, затем по полости, отделяемой вертикальными перегородками 34 между наружной и внутренней трубами, поступает до дна штока, проходит в другую полость между 25 наружной и внутренней трубами и выходит в штуцер 48.Предлагаемая установка позволяет получать кристаллы тугоплавких окислов более высокого качества за счет 30 резкого снижения "аппаратурной полосчатости кристаллов и снижения числа домен, так например, уменьшает локальные неоднородности показателя преломления на полосах роста в моноЗБ кристаллах ниобата лития в 5-8 раз и увеличивает длину монодоменной части кристалла в 4-6 раз. 55ции, расположенный над тиглем и состоящий из нескольких коаксиачьных труб водоохлаждаемый верхний шток, соединенный с затравкодержателем, верхний и нижний штоки соединены с механизмами их вращения и перемещения, имеющими каретку, установленную с возможностью перемещения по вертикальной направляющей, и винтовую шариковую пару, гайка которой размещена в обойме, закрепленной в каретке, а ходовой винт соединен с электромагнитной муфтой, взаимодействующей с электродвигателем рабочего перемещения и с электродвигателем ускоренного перемещения, и на верхнем штоке размещен датчик массы кристалла, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества кристалла за счет уменьшения механических наруше- ний при выращивании кристаллов, камера верхней частью жестко связана с несущей колонной, а нижней - с опорной плитой, при этом камера, несущая колонна, станина и опорная плита образуют жесткий 0-образный контур, каждый механизм перемещения штоков снабжен дополнительной электромагнитной муфтой для соединения ходового винта с электродвигателем ускоренного перемещения, гайка винтовой шариковой пары выполнена из двух независимых частей, а обойма снабжена рас 1 оложенными в горизонтальной плоскости, проходящей через вертикаль- ные оси винта и каретки, двумя соосными полуосями, верхний шток выполнен из двух коаксиальных труб, полость между которыми разделена продольными перегородками на две части, снабженные штуцерами, а верхние торцы перегородок снабжены полукольцом, разделяющим полость в поперечном сечении.2. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она снабжена модульными редукторами, соединяющими ходовой винт с электродвигателем ускоренного перемещения.1397555 Туп ожо еда Заказ 26 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгор л. Проектна ВНИИПИ Гос по делам13035, Москн Составитель Г. ЗолотоваТехред И.Иоргентал Корректор 5 Подпио комитета СССРи открытийувская наб.д, 4/ Тираж ЗбарственнозобретенийЖ, Ра