Acasă | Despre noi | feedback-ul
În metodele de cristalizare direcțională normală, piesa de prelucrat este topită în totalitate și apoi topitura cristalizează de la un capăt. Creșterea cristalului are loc astfel în contact cu pereții creuzetului conținând topitura. Subacularea la frontul de cristalizare se realizează prin mutarea creuzetului cu topitură în raport cu încălzitorul sau cu încălzitorul față de creuzet. În funcție de amplasarea creuzetului cu materialul, se disting metodele orizontale și verticale de cristalizare direcționată normală. Metoda verticală a fost numită metoda Bridgman (figura 1, a).
Fig. 1. Schema de creștere a cristalelor prin metoda cristalizării normale a topiturilor: a - modificare verticală (metoda lui Bridgman); b-modificare orizontală (metoda lui Bagdasarov)
Echipamentul necesar pentru procesul normal de solidificare dirijată, care cuprinde: 1) o formă predeterminată creuzet făcut dintr-un material rezistent chimic la topitură și mediul gazos, în care procedeul de cristalizare se realizează; 2) un cuptor care asigură crearea unui câmp termic dat; 3) un sistem pentru reglarea temperaturii cuptorului și a mișcării mecanice a recipientului sau a încălzitorului.
Astfel, materialul inițial purificat cu atenție este încărcat într-un creuzet și topit; procesul se desfășoară într-un vid sau într-o atmosferă neutră într-o cameră sigilată. Apoi, răcirea topiturii începe, cu cea mai intensă răcire fiind supusă porțiunii racordate a creuzetului: centrele de cristalizare sunt nucleate aici (Figura 1). Capătul ascuțit este folosit pentru a mări probabilitatea formării unui singur centru de cristalizare, deoarece volumul topiturii din partea ascuțită a creuzetului este mic. În plus, în cazul formării mai multor centre de cristalizare, una dintre ele, care are cea mai favorabilă orientare pentru creștere, suprimă creșterea embrionilor rămași. De-a lungul timpului, când creuzetul se deplasează cu topitura în raport cu încălzitorul, frontul de cristalizare se deplasează spre topire și, treptat, toată topitura din creuzet cristalizează.
Trebuie remarcat faptul că, în acest caz, procesele de nucleaŃie și creștere nu sunt controlate cu o precizie suficientă, ele depind de forma frontului de solidificare pe material și calitatea fabricației modificărilor creuzetului și diferite condiții de creștere. O atenție deosebită trebuie acordată dependenței puternice a perfecțiunii cristalului crescut de materialul creuzetului. Pentru a obține cristale pure cu un număr minim de defecte intrinseci, este necesar să se îndeplinească următoarele cerințe stricte pentru proprietățile materialului creuzetului. Topitura și materialul creuzetului nu trebuie să reacționeze chimic. Topitura nu trebuie să ude pereții creuzetului, dar după cristalizare să adere la acesta. Conductivitatea termică și expansiunea termică a ambelor materiale ar trebui să fie apropiate. Creuzetul trebuie să aibă o rezistență termică și mecanică suficientă. Ca material pentru fabricarea creuzetelor utilizate cel mai frecvent din sticlă, cuarț topit, grafit de înaltă puritate, alumină (alumină), platină, nitrură de aluminiu.
Esența acestei metode constă în faptul că singurele cristale care formează nucleul în partea inferioară a creuzetei servesc ca o sămânță pentru topire. Creuzetul coboară în zona mai rece a cuptorului. Partea inferioară a creuzetului este conică. Rata de creștere este, de asemenea, de câteva mm / oră.
Schema de instalare pentru creșterea monocristalelor prin metoda Stokaberg-Bridgman:
1 - un creuzet cu topitură, 2 - un cristal, 3 - un cuptor, 4 - un frigider, 5 - un termocuplu, 6 - un scut termic.
Metoda Verneuil este implementată prin mici porțiuni prosypki de șarjă de pulbere într-un cuptor tubular, unde încărcătura topită în timpul căderii în oxigen - flacără de hidrogen și alimentează picătură de topitură la suprafața semințelor. Sămânța este apoi trasă în jos treptat, iar picătura rămâne la același nivel de-a lungul înălțimii cuptorului.
Absența fluxurilor și a materialelor creuzete scumpe;
· Nu este nevoie de un control precis al temperaturii;
· Capacitatea de a controla creșterea unui singur cristal.
· Din cauza temperaturii ridicate crescute, cristalele au tensiuni interne;
· Stoichiometria compoziției poate fi întreruptă prin reducerea componentelor prin hidrogen și evaporarea substanțelor volatile.
Rata de creștere este de câteva mm / oră.
Cifrele arată principiul creșterii singulare a cristalelor folosind metoda Verneuil și echipamentul de instalare.
Metoda de topire a zonei
Zona de topire este testarea acestora se topesc zona pe lungimea semifabricatului monocristaline, în timp ce zona topită are loc și impuritățile sunt cristale de curățare, care porțiunea de capăt este apoi îndepărtat concentrat. Încălzirea este efectuată prin inducție, prin radiație optică sau prin altă metodă.
Schema dispozitivului pentru topirea zonei:
1 - amorsare, 2 - topire, 3 - lingură policristalină, 4 - încălzire (săgeata arată direcția de mișcare a încălzitorului).
