CS213238B1 - Kultivační kelímek pro pěstování monokrystalů - Google Patents

Abstract

Vynález ss týká kultivačního kelímku pro pěstování především velkoobjemových krystalů. Nosnou část kelímku tvoří kov nebo keramika, na něž jsou kladeny pouze požadavky týkající ss mechanické a tepelné odolnosti při pracovní teplotě, vnitřní plochy kelímku jsou pak opatřeny vrstvou materiálu inertního vůči tavenině, která je na tyto plochy nastříkána pomocí plasmového hořáku. Takový kultivační kelímek lze realizovat v libovolných rozměrech při nízkých pořizovacích nákladech, které by jinak z důvodů technologických i nákladů byly nedostupné.

Description

Vynález se týká kultivačního kelímku pro pěstování monkrystalů především velkoobjemových.

Při pěstování velkoobjemoVých krystalů, například krystalů alkalických halogenidů, s průměrem větším než 300 mm a výškou 300 mm, je otázka kultivačního kelímku klíčovým problémem. Vyaoká agresivita zpracovávaného materiálu vylučuje použití celé řady materiálů, které by z hlediska mechanické pevnosti a tepelné odolnosti - pracovní teplota je přibližně 800 °C - vyhovovaly. Hlavním požadavkem na maleriál kelímku, který omezuje sortiment použitelných materiálů je nepřítomnost látek, které svoji chemickou nebo fyzikální povahou snižují optické nebo luminiscenční parametry vypěstovaných krystalů.

Nejčastěji používané materiály pro kultivační kelímky při pěstování monokrystalů jsou platina a kysličník hlinitý. Oba materiály, zejména při pěstování velkoobjemových krystalů, mají řadu specifických nevýhod. Pro krystal o rozměrech 0 300 x 300 mm je hmotnost vsázky okolo 100 kg. Potřebné rozměry kelímku jsou pak 0 310 mm a výška 800 mm. V případě zhotovení kelímku z platiny o sile stěny 3 mm, by spotřeba platiny byla 40 ež 50 kg a náklady by se pohybovaly kolem 20 mil. Kčs. Platinový kelímek je proto prakticky nedostupný. Zhotovení kelímku uvedených rozměrů ze sintrovaného kysličníku hlinitého představuje řadu technologických, dosud nezvládnutých problémů. Kritickým místem technologického procesu je žíhání kelímku na teplotu sintrovéní zrn. Při této teplotě dochází ke značné deformaci kelímku a k praskání stěn, a to i u kelímku mnohem menších rozměrů. Ze současných firemních pramenů nejsou známy ani informace o pokusech na zhotovení kultivačních kelímků obdobných rozměrů.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje kultivační kelímek pro pěstování monokrystalů podle vynálezu, jehož podstatou je, že vnitřní plocha nosné části kelímku, v případě použití víka kelímku i vnitřní plocha tohoto víka, je opatřena vrstvou materiálu inertního vůči tavenině, jako je například kysličník hlinitý, kysličník zirkoničitý, kysličník hořečnatý, nitrid křemíku, platina, nikl, zirkon, titan a daláí, která je na tyto plochy nanesena plazmovým hořákem.

Kultivační kelímek pro pěstování monokrystalů může být realizován v libovolném rozměru. Jeho vnější vrstva, představující nosnou část kelímku, je zhotovena z kovu nebo z keramiky. Požadavky na tento materiál jsou však omezeny na mechanickou a tepelnou odolnost při pracovní teplotě a na zpracovatelnost materiálu do tvaru kelímku potřebných rozměrů. Vnitřní plocha kultivačního kelímku je opatřena vrstvou materiálu, který je inertní vůči tavenině - například kysličník hlinitý - a je na tuto vnitřní plochu nastříkán plazmovým hořákem. Spotřeba vhodného materiálu, například platiny nebo kysličníku hlinitého, je ve srovnání s kompaktním kultivačním kelímkem zanedbatelná. Předností takových kultivačních kelímků jsou rovněž nízké pořizovací náklady a možnost zhotovení kultivačních kelímků i takových rozměrů, které by z hlediska technologie nebo nákladů byly jinak nedostupné.

Na obr. 1 je znázorněno provedení kultivačního kelímku pro pěstování monokrystalů podle vynálezu. Nosná část 1 kultivačního kelímku je tvořena keramikou žáruvzdorného typu. Vnitřní plochy nosné části 1 kultivačního kelímku jsou opatřeny vrstvou 2 kysličníku hlinitého, který je po roztavení plazmovým hořákem na vnitřní plochy nosné části 1 nastříkán. Na obr. 2 je uveden kultivační kelímek pro pěstování monokrystalů s víkem. Víko kultivačního kelímku je tvořeno nosnou částí £ ze stejné keramiky žáruvzdorného typu a je z vnitřní strany opatřeno vrstvou 2 z kysličníku hlinitého naneseného rovněž plazmovým hořákem.

213 238

Na obr. 3 je znázorněno jiné provedení kultivačního kelímku pro pěstování monokrystalů, jehož nosná část 1 a nosná část víka 2 J® zhotovena z niklu. Vnitřní plochy posných částí 1 a 2 J^s®^u pomocí plazmového hořáku opatřeny vrstvou 2 z kysličníku hlinitého.

Claims (1)

1. Kultivační kelímek pro pěstování monokrystalů, vyznačující se tím, že vnitřní plochy nosné části (1) kelímku, případně u kelímku s víkem i vnitřní plocha nosné části (3) víka, jsou opatřeny vrstvou (2) z materiálu inertního vůči tavenině, jako je například kysličník hlinitý, kysličník zirkoničitý, kysličník hořečnatý, nitrid křemíku, platina, nikl, zirkon, titan a dal áí, nanesenou plazmovým hořákem.