CS225237B1 - Způsob výroby monokrystalů z taveniny a topný element k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby velkoobjemových krystalů z taveniny bezkelímkovou metodou a topného elementu k provádění tohoto způsobu.

Potřeby použití velkoobjemových krystalů v technice vědou k hle dání nových postupů a k vývoji odpovídajících technologickýeh záříze ní. U krystalů pěstovaných v kelímku se na kvalitě nepříznivě projevuje vyluhování materiálu kelímku, ^oužití platiny pro kelímky při pěstování velkých krystalů představuje vysoké pořizovací nékldy. Při pěstování monokrystalů z vlastní taveniny mají bezkelímkové metody řadu výhod. Snížení kontaminace výluhem materiálů přicházejících do styku s taveninou, odstranění pnutí v krystalech způsobeného lnutím krystalů ke stěnám krystalizační nádobky při rozdílné tepelné roztaž nosti, možnost docílení vyššího stupně homogenity rozdělení příměsí u dotovaných krystalů.

Jsou známy techniky pro růst relativně malých krystalů, průměru řádově několik centimetrů. Pro větší rozměry krystalů byly popsány metody pracující například s tavnou sííkou vnořenou do krystalu, nebo s tavnými elementy, které se pohybují v rovině krystalizace. S ohledem na poměrně malou hmotu topného elementu vyrobené monokrystaly jsou méně znečištěny. Procento nečistot lze snížit jěště zhotovením topného zařízení z platiny nebo wolframu, vzhledem k malým rozměrům jsou i náklady únosné. Kritickým bodem těchto postupů je stabilizace a udržení potřebné vrstvy taveniny nad růstovou plochou krystalu a zabránění jejímu odtečení. Při použití plošného topného elementu pro velké průměry, velké plochy pěstovaných krystalů, je obtížné vyrovnávání místních teplotních rozdílů ve zpracovávané ploše, které jsou ovlivňovány způsobem přivádění suroviny a homogenizace taveniny v tenké vrstvě.

225 237

Tyto nevýhody odstraňuje způsob výroby monokrystalů z taveniny a topný element k provádění tohoto způsobu podle vynálezu. Podstatou vynálezu je, že se topnému elementu uděluje příčně vratný nebo kruhový pohyb a topný element k provádění tohoto způsobu má tvar a plochu příčného řezu rostoucího krystalu.

Příčně vratný nebo kruhový pohyb udělovaný vyhřívanému topnému elementu v-rovině rovnoběžné s růstovou plochou krystalu homogenizuje taveninu roztavené vrstvy v celé ploše rovnoměrně na rozdíl od uděleného rotačního pohybu, kdy středová část taveniny zůstává v klidu. Příčně vratný nebo kruhový pohyb udělovaný topnému elementu stabilizuje růst a tvar rostoucího krystalu. Udělením uvedeného pohybu topnému elementu po obvodu taveného krystalu je pravidelně a řiditelně snížen přívod tepelné energie a tavenina zde přednostně vykrystalizovává. Po obvodu rostoucího krystalu se tak vytváří zvýšený okr#j. Zvýšený okraj zlepšuje svým zakřivením kapilární poměry v obvodovém pásu rostoucího krystalu a přispívá ke stabilizaci roztavené vrstvy. Plošným tvarováním topného elementu se docílí vnucené vymezení tavené a taveninou smáčené plochy krystalu a tím i stabilizace tvaru rostoucího krystalu.

Na obr. 1 je uvedeno uspořádání k provádění způsobu podle vynálezu. Topný element 1, kterému je udělován příčně vratný nebo kruhový pohyb, vytváří po obvodu taveného krystalu 2 zvýšený okraj 4. Na v

obr. 2 je znázorněn topný element 1, tvořený sítkou, mřížkou nebo perforovaným plechem nebo deskou, který má tvar a plochu příčného řezu 2 rostoucího krystalu 3 a určuje ohraničení tohoto rostoucího krystalu i·

Způsob pěstování monokrystalů z taveniny a topný element k provádění tohoto způsobu podle vynálezu byl odzkoušen při pěstování mokrystalú jodidu sodného aktivovaného thaliem o velikosti růstové plochy 100 x 100 mm. Dále byl způsob podle vynálezu včtně topného elementu odzkoušen na přípravě deskového krystalu jodidu česného aktivovaného thaliem a jodidu česného aktivovaného sodíkem opět o velikosti růstové plochy 100 x 100 mm. Jako další příklad prověření vynálezu lze uvést vypěstování monokrystalu chloridu draselného, přičemž růstová plocha byla zvolena v obdélníkovém tvaru o rozměrech 100 x 50 mm. Popsaný způsob pěstování monokrystalů skýtá mož225 237 nosti použití i pro růst velkoobjemových krystalů až do hmotnosti několika set kilogramů.

Využití velkoobjemových krystalů lze očekávat ve scintilační technice pro detekci záření gama v různých aplikacích.

Claims (2)

1. Způsob výroby monokrystalů z taveniny s krystalizací řízenou plošným topným elementem, vyznačený tím, že se topnému elementu uděluje příčně vratný nebo kruhový pohyb.

2. Topný element tvořený sítkou, mřížkou nebo perforovaným plechem nebo deskou k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačený tím, že má tvar a plochu příčného řezu (2) rostoucího krystalu (3).