CS226139B1 - Zařízení k pěstování monokrystalů z taveniny - Google Patents

Description

(54] Zařízení k pěstování monokrystalů z taveniny í

Předložený vynález se týká zařízeni k pěstování monokrystalů jejich tažením z taveniny na zárodku, jakož i technologie jejich získávání z takových zařízení.

Vynález lze využívat s největší efektivností při pěstování monokrystalů s velkými vnějšími rozměry (například s průměrem větším než 200 mm, délkou větší než 300 mm a s hmotností několika desítek kilogramů a více}. Vynález lze zejména uplatnit při pěstování optických, scintilačních monokrystalů halogenidů alkalických kovů (například chloridu sodného, chloridu draselného, bromidu draselného, bromidu sodného, fluoridu liťhiného, jodidu céziného, dotovaného thaliem nebo sodíkem), a rovněž při pěstování polovodičových monokrystalů (germania, křemíku ao.j.

V současné době je jedním z nejvíce rozšířených způsobů pěstování monokrystalů tažení monokrystalů z taveniny na zárodku, obyčejně ve formě monokrystalů, které je založeno na známém způsobu Czochralskilio a Kyropoulosa (viz. J. Czochralski: Ein ineues Verfahren zur Messung der Kristallisationgeschwindigkeit der Metalle. — Z. Phys. Chem., 1918, 92, s. 219 — 224; S. Kyropoulos: Ein Verfahren zur Herstelluing grossen Kristalle. Z. Anorg. u. allgem. Chem., 154, s, 300 — 313).

Podle tohoto způsobu se výchozí materiál roztaví v kelímku a zárodek monokrystalu, upevněný na svisle uspořádané rotující tyči se spouští tak dlouho až se dostane do styku s taveninou. Po částečném roztavení zárodku, se počne tímto pohybovat pomalu vzhůru a současně se snižuje teplota taveniny — při tom dochází k růstu monokrystalu na zárodku. Teplota taveniny se během pěstování řídí tak, aby při dosažení předem stanovené velikosti monokrystalu zůstala konstantní. Když rostoucí monokrystal dosáhne své, předem stanovené délky, oddělí se z taveniny rychlým vytažením tyče vzhůru. Poté se vypěstovaný monokrystal ochladí la použije podle účelu potřeby.

Ochlazení získaného monokrystalu až na teplotu místnosti se může v zásadě provádět iniad kelímkem s krystalujícími zbytky taveniny, tj. bezprostředně v pracovní komoře pece, ve které se provádělo pěstování. S ohledem na nerovnoměrné rozdělení teplot v pracovní komoře a rovněž i pro rychlejší uvolnění pracovní komory pro provádění následujícího cyklu pěstování monokrystalu, se ochlazování provádí obyčejně v oddělené peci (vypalovací peci], ve které se provede vyrovnání teploty v celém objemu monokrystalu s následujícím poma226139 lým snížením jeho teploty až na teplotu místnosti.

Při dopravě vypěstovaného monokrystalu z pracovní komory do vypalovací pece vzniká ale nebezpečí, že monokrystal dekrepituje a/inebo se zlomí nebo se v důsledku působení značných tepelných namáhání, která jsou vyvolávána silným poklesem teploty (tepelným šokem), ulomí od 'zárodku. Vyloučení tepelných nárazů je závažným problémem, kterému je nutné čelit při pěstování monokrystalů, vykazujících velké vnější rozměry, což u známých řešení nebylo až dosud prakticky vyřešeno.

Například je známé zařízení k pěstování monokrystalů způsobem podle Kyropoulosa, obsahující kelímek pro taveninu, který je opatřen topným článkem a současně slouží jako pracovní komora uvedeného zařízení, a dále je opatřen víkem, které zakrývá kelímek a skládá se ze dvou půlkruhových Částí, tyč s držákem zárodku, uspořádanou kolmo a zavedenou kolmo do kelímku, jakož i pohon k otáčení a osovému přestavování uvedené tyče [viz Κ. T. Vilke: Vyraščivanije kristalov (KristalLzuchtung), Leningrad, nakladatelství Nedra, 1977, s. 330 — 331, obr. 3.2-5], Těžení vypěstovaných monokrystalů z tohoto zařízení se provádí následujícím způsobem. Nejdříve se monokrystal oddělí od taveniny a otevře se víko. Potom se tyč spolu s monokrystalem visícím na zárodku vyzdvihne rychle, tak aby se monokrystal dostal inad víko. Poté se tyč s monokrystalem ve vodorovné rovině přemístí stranou od kelímku, spustí dolů (například do vypalovací pece) a monokrystal se oddělí od držáku zárodku a tím od tyče.

Je nutno ale poznamenat, že při otevření víka, vyjímání monokrystalu z kelímku· a jeho dopravě do vypalavací pece je jak zárodek, tak i monokrystal vystaven 'působení studeného vzduchu, což vyvolává tepelný náraz, jehož následkem může být dekrepitace monokrystalu nebo jeho havarijní rozlámání.

Kromě toho při přemísťování monokrystalu, visícího na zárodku a jeho uvádění do pohybu ve vodorovné rovině, jakož i jeho udržení během dopravy, je tento vystaven působení setrvačných sil, jejichž působením se zvyšuje nebezpečí rozrušení zárodku jakož i havarijního rozlámání monokrystalu, obzvláště tehdy, když tento má velké vnější rozměry.

Dále je nutné poukázat na to, že v důsledku existující nutnosti těžit monokrystal přes víko, je nutné zvětšit svislý stavební rozměr daného zařízení o sumu, která se rovná délce pěstovaného monokrystalu. Toto se projevuje na kompaktnosti zařízení, zejména při pěstování monokrystalů se značnými dálkami, nepříznivě.

Dokonalejší je jiné zařízení k pěstování monokrystalů, na jehož podstavci je namontována vzduchotěsně uzavřená pracovní komora, která se dá ve vodorovné rovině rozdělit ve dvě části, kolmo uspořádaná tyč s držákem, která je zavedena do horní části této komory a je spojena s pohonem k otáčení a axiálnímu přestavování a s kelímkem s topným článekm, uspořádaným v dolní části uvedené komory (US patentní spis č. 3 865 554). Dolní část pracovní komory tohoto zařízení je upevněna na tuho rna podstavci, zatím co její horní část s tyčí a držákem zárodku je uspořádána kolmo j a je pohyblivá ve vodorovné rovině.

Těžení získaného monokrystalu z pracovní komory tohoto zařízení se provádí- následovně. Po oddělení monokrystalu od taveniny se tlak v pracovní komoře přizpůsobí tlaku vzduchu okolní atmosféry tím, že se v případě, kdy se pěstování monokrystalu provádělo za vakua, pomalu do této komory vpouští vzduch, nebo v případě, kdy se pěstování monokrystalu provádělo za přetlaku, se naopak z komory vypouští plyn. Potom se oddělí horní část pracovní komory od její dolní části a spolu s tyčí a na ní visícím zárodkem a monokrystalem, které jsou 'spojeny v jeden celek, se přemístí do takové výše, že se dolní čelní plocha horní části pracovní komory dostane nad horní čelní plochu kelímku s topným článkem. Kromě toho se horní část pracovní komory s tyčí a monokrystalem přemístí ve vodorovné rovině stranou od dolní části komory ve siměru místa těžení, ve které se mnokrystal pomocí tyče vysune iz horní části komory a nechá klesnout až na určitou výši, načež se monokrystal oddělí od zárodku.

Na první pohled je v takovém zařízení vyloučena možnost styku zárodku a získaného monokrystalu na jedné straně a studeného vnějšího vzduchu, a to při nejmenším až do okamžiku, kdy se monokrystal vysune dolů přes dolní čelní stranu horní části komory, odsunuté stranou, neboť až do této doby je zárodek a monokrystal obklopen ohřátým vzduchem (nebo ohřátým plynem, v jehož atmosféře se pěstování provádělo), který vyplňoval vnitřní prostor horní části komory.

Vzhledem k tomu, že se ale děLicí rovina pracovní komory nachází v tomto zařízení pod horní čelní stranou kelímku, může studený vnější vzduch při zdvižení horní části komory nad kelímek vniknout do pracovní komory, a to v objemovém množství, které odpovídá celkovému objemu té části kelímku, topného článku a ostatních konstrukčních částí, připojených k nim v dolní části komory, které se nachází nad dělicí rovinou a před zdvižením horní části komory vyplňující zčásti její prostor. Při přestavování horní části komory s tyčí, držákem zárodku a monokrystalu ve vodorovné rovině může studený vnější vzduch vniknout do horní části komory i v důsledku rozvíření vzduchu, vznikajícího při jeho pohybu. V popsaném zařízení není tedy možné úplně vyloučit možnost styku zárodku a vypěstova226139 ného monokrystalu se studeným vnějším vzduchem, tj. eventuální tepelný náraz.

Konečně je nutno poznamenat, že v uvedeném zařízení, jak již bylo uvedeno dříve, je monokrystal, který visí na zárodku a pohybuje se ve vodorovné rovině spolu s horní částí pracovní komory, vystaven působení setrvačných sil, čímž se zvyšuje pravděpodobnost jeho havarijního rozlámání.

Zadaná úloha je vyřešena tím, že v zařízení pro pěstování monokrystalů z taveniny, na jehož podstavci je namontována pracovní komora dělitelná ve vodorovné rovině ve dvě části, horní a dolní, je kolmo uspořádána tyč s držákem zárodku, která je zavedena do horní části této komory, a dále pohon k otáčení ia osovému přestavování této tyče, spojený s tyčí, přičemž zařízení obsahuje v dolní části komory pod tyčí kelímek s topným článkem, je podle vynálezu dolní část pracovní komory uspořádána vzhledem k podstavci kolmo a pohyblivá ve vodorovné rovině, a herní část pracovní komory je na podstavci upevněna na tuho a dělicí rovina pracovní komory leží ve výši horní čelní strany kelímku a na dolním konci tyče je uspořádán závit pro upevnění držáku zárodku.

U takovéhoto konstrukčního uspořádání zařízení se těžení vypěstovaného monokrystalu .z pracovní komory provádí bez jejího posuvu ve vodorovné rovině, které je doprovázeno vznikem setrvačných sil, které mohou vyvolati rozrušení zárodku, jakož 1 havarijní rozlámání monokrystalu. Pracovní komora se otevírá přestavením její dolní části směrem dolů a bočně od horní části komory, zatímco horní část komory, jakož i tyč spolu s monokrystalem visícím na ní, se při provádění tohoto pracovního pochodu nepohybují. Potom se monokrystal může vyjmout z vnitřního prostoru horní části komory a pohybem tyče směrem dolů přenést do jiné nádrže (popřípadě do provozovatelné vypalovací peci), která je uspořádána pod horní částí komory.

Kromě toho monokrystal, který je zavěšen na zárodku, v nepohyblivé horní části pracovní komory, není v zařízení podle vynálezu vystaven tepelnému nárazu. Tohoto se dosáhne, jednak tím, že monokrystal je obklopen ohřátým vzduchem, jednak tím, že dělicí rovina pracovní komory leží ve výšce, odpovídající horní čelní ploše kelímku (popřípadě, což je v podstatě totéž, ve výšce horního okraje topného článku a jiných na kelímek dosedajících prvků), díky čemuž se studený vzduch nemůže při přestavení dolní části komory směrem dolů a stranou dostat do horní části komory a následně působit na pěstovaný monokrystal. Vzhledem k tomu, že v zařízení podle vynálezu jsiou všechny konstrukční díly, uspořádané v dolní části komory (kelímek, topný článek aj.) uspořádány v něm tak, že žádný z nich nepřečnívá přes čelní stranu tohoto dílu komory, naskýtá se tak možnost redukovat velikost kolmého zdvihu dolní části komory při otevírání pracovní komory, na minimum a šířku vzduchové štěrbiny mezi sníženou dolní částí komory a nepohyblivou horní částí komory na minimum, které postačí pro následující posuv dolní části komory ve vodorovné rovině. Tím lze zkrátit dobu potřebnou pro otevření komory bočním posuvem její dolní části až na minimum, což umožňuje podstatně zmenšit možnoist náhodného nepříznivého vnějšího vlivu na pěstovaný monokrystal, který může vést k jeho havarijnímu zlomení.

Je výhodné opatřit zařízení dostatečně tepelně izolovanou jímací nádrží, kterou je možno přemístit na místo dolní části pracovní komory a která vykazuje výšku, odpovídající výšce, ve které leží dělicí rovina pracovní komory.

Tím se ještě více slníží pravděpodobnost tepelného nárazu, neboť pochod těžení, následující po otevření pracovní komory — vysunutí monokrystalu, visícího na tyči ven z horní části komory směrem dolů — se provádí rovněž za vyloučení vlivu studeného vlnějšího vzduchu na monokrystal, neboť tomuto hráni stěny tepelně izolované jímací nádrže, a to zejména tehdy, když tato těsně přiléhá k horní části komory. Takovéto těsné dosedání je realizovatelné bez zvláštních potíží, nehet stavební výška jímací nádrže odpovídá v podjstatě podle vynálezu výšce ve které leží dělicí rovina pracovní komory.

V případě, že zařízení podle vynálezu je opatřeno jímací nádrží, je výhodné opatřit dolní konec tyče závitem a držák zárodku vytvořit jako přesuvnou matici s dírou se závitem pro spojení s tyčí, jakož i s otvorem, na ní navazujícím pro uložení zárodku, který má tvar, který zabraňuje protáčení přesuvné matice vůči zárodku, přičemž v poloze, ve které se tepelně izolovaná jímací nádrž nachází pod horní částí pracovní komory a pěstovaný monokrystal se opírá o dno jímací nádrže, nedostane se horní čelní strana zmíněné přesuvné matice výše než je dělicí novina mezi jímací nádrží a horní částí komory.

S ohledem na tuto stavební konstrukci je zaručeno pohodlné oddělení pěstovaného monokrystalu od tyče, což při těsném přilehnutí horní části komory k jímací nádrži, kdy je přístup k zárodku a držáku zárodku znemožněn, má obzvláštní význam. U uvedeného uspořádání přesuvné matice vzhledem k dělicí rovině, která odděluje horní část komory od jímací nádrže, je zaručeno bez zábran její přestavení spolu ,s monokrystalem vytěženým z ní a odděleným od tyče, ve vodorovné rovině, za účelem následujícího ochlazení monokrystalu v této nádrži pro jeho přenesení do vypalovací pece.

Podstata vynálezu bude dále blíže vysvětlena pomocí popisu příkladu provedení s ohledem ma přiložené výkresy, kde představuje:

obr. 1 schematické znázornění zařízení podle vynálezu k pěstování monokrystalů z taveniny, v řezu, ve stadiu irůstu krystalu;

obr. 2 ukazuje totéž co obr. i, avšak ve stadiu těžení monokrystalu, když je jímací nádrž posunuta pod horní část pracovní komory místo její dolní části a monokrystal se dopravuje nahoru do horní části komory (tečkovanou čárou je naznačeno výchozí postavelní jímací nádrže );

obr. 3 ukazuje místo spojení monokrystalu a tyče, ve zvětšeném měřítku;

obir. 4 ukazuje výřez z obr. 2 v okamžiku, kdy monokrystal klesl do jímací nádrže; obir. 5 ukazuje totéž co obr. 4, ale v okamžiku, kdy byl monokrystal oddělen od tyče.

Zařízení podle vynálezu k pěstování monokrystalů z taveniny obsahuje (viz obr. 1) podstavec 1, jakož i pracovní komoru 2, dělitelnou ve vodorovné rovině ve dvě části — horní část 3 a dolní část 4 (dělicí rovina je na obr. 1 naznačena čárkovanou čárou a označena šipkou), svislou tyč 5 s držákem 6 zárodku 7 a rovněž pohon 8 k otáčení a osovému přestavování svislé tyče 5.

Horní část 3 pracovní komory 2 je upevněna nepohyblivě na podstavci 1 a dolní část 4 pracovní komory 2 je uspořádána přestavitelné ve směru dolů a ve vodorovné rovině, a to vzhledem k podstavci 1.

V dolní části 4 pracovní komory 2 je uispořádám kelímek 9 pro taveininu 10, který je opatřen topným článkem 11 a vyložen vyložením 12. Dělicí rovina A pracovní komory 2 probíhá ve výšce horní čelní plochy kelímku 9 (popřípadě topného článku 11, vyložení 12 nebo jiného prvku, dosedajícího na kelímek 9, v závislosti na tom, který prvek (přečnívá přes ostatní).

Tyč 5 je zavedena do horní části 3 pracovní komory 2 a spojena s pohonem, uspořádaného pro přestavování tyče 5 popřípadě kelímkem 9.

Pro realizaci posuvu dolní části 4 pracovní komory 2 slouží vodík 13, umístěný na kolejnicích 14, uložených na podstavci 1 a nesoucí mechanismus 15 pro zvedání a spouštění dolní části 4 pracovní komory 2. Mechanismus 15 může být poháněn mechanicky nebo hydraulicky.

Zařízení obsahuje rovněž tepelně izolovanou jímací nádrž 16, s krytem 17 s tepelně izolovanou vložkou 18 a nádobou 19 vyrobenou z ohnivzdorného materiálu, jímací nádrž 16 je uspořádána pojízdná ve vodorovné rovině, například pomocí vozíku 20, posuvného po kolejnicích 14. Stavební výška tepelně izolované jímací nádrže 16 uspořádané na kolejnicích 14 dovoluje ji uspořádat pod horní částí 3 pracovní komory 2 s minimální vůlí popřípadě v podstatě bez vůle (jak je to znázorněno ina obir, 2).

Na obir. 1 je rovněž znázorněn monokrystal 21.

Na dolním konci tyče 5 je uspořádán 'závit 22 (viz obr. 3). Držák 6 zárodku 7 je vytvořen ve tvaru přesuvné matice s dírou 23 pro uložení zárodku 7, která navazuje na díru se závitem 24. Tvar díry 23 je přizpůsoben tornu, aby se vyloučilo protáčení držáku 6 nesoucí zárodek 7. Takový tvar díry 23 je pro odborníka nasnadě. Jako příklad je na obr. 3 znázorněn případ, kdy je otvor 23 vytvořen ve tvaru komolého jehlanu, zužujícího se směrem dolů; analogický tvar má i zárodek 7 na odpovídajícím úseku.

V postavení, kdy tepelně izolovaná jímací nádrž 16 je ‘uspořádána místo dolní části 4 pracovní komory 2 a monokrystal 21 se opírá o dno tepelně izolované jímací nádrže 16, neleží horní čelní strana držáku 6 výše než dělicí rovina mezi tepelně izolovanou jímkou 16 a horní částí 3 pracovní komory 2 (viz obir. 2 a 4).

Funkce popsaného zařízení je následující: v době, kdy je dolní část 4 pracovní komory 2 posunuta dolů a stranou (obr. 2) naplní se do kelímku 9 výchozí materiál, například chlorid draselný. Přesuv,ná matice se zárodkem 7 ve tvaru monokrystalu (téhož složení jaké má výchozí materiál), předem v iní uspořádaného, která imá například čtyřhranný profil, se našroubuje na tyč 5 až na doraz k horní čelní straně zárodku 7 proti dolní čelní straně tyče 5 (obr. 3). Dolní část 4 pracovní komory 2 se uspořádá na vozíku 13, souoise s horní částí 3 pracovní komory 2 a pomocí mechanismu 15 se spojí dolní část 4 pracovní komory 2 s horní částí 3 pracovní komory 2 (obr. 1). V případě potřeby (jestliže se má například vytvořit v pracovní komoře 2 kontrolní atmosféra) se pracovní komora 2 uzavře vzduchotěsně o sobě známým způsobem. Pomocí topného článku 11 se výchozí materiál roztaví v kelímku 9. Potom se zapojí pohon 8, čímž se tyč 5 uvede do otáčivého pohybu a spolu se zárodkem 7 se přestavuje směrem dolů až se její dolní čelní plocha dostane do styku s taveninou 10. Po částečném roztavení zárodku 7 se tyč 5 s držákem 6 a zárodkem 7 začne pomocí pohonu 8 pomalu zdvihat, přičemž na zárodku 7 narůstá monokrystal 21.

V okamžiku kdy monokrystal 21 dosáhl své předem stanovené délky, oddělí se rychlým přestavením tyče 5 směrem vzhůru od taveniny 10 a tyč 5 se zdvihá tak dlouho dokud se dolní čelní strana monokrystalu 21 nedostane nad dělicí rovinu A pracovní komory 2. Jestliže se pěstování monokrystalu 21 provádělo v definované atmosféře je nutné vyrovnat tlak v pracovní komoře 2 s tlakem okolního vzduchu. Potom se dolní část 4 pracovní komory 2 sníží pomocí mechanismu 15 o určitou výšku a posune se na vozíku 13 stranou, čímž se umožní vyjmout vypěstovaný monokrystal 21 z horní části 3 pracovní komory 2.

Místo dolní části 4 pracovní komory 2 odsouvané stranou se pod horní část 3 pra226139 covní komory 2 posune v alternativním provedení tepelně izolovaná jímací nádrž 16 tím, že se přestaví ve směru (znázorněném na obr. 2 šipkou, nádoba 19, tepelně izolované jímací nádrže 16 se předem ohřeje ve zvláštní peci, například ve vypalovací peci na potřebnou teplotu. Potom se štěrbina mezi čelními plochami horní části 3 pracovní komory 2 a tepelně izolované jímací nádrže 16, ležícími na sobě uzavře například hustou nehořlavou tkaninou, čímž se zabrání vniknutí vnějšího vzduchu do této. Potom se tyč S pomocí pohonu 8 vyšroubuje z přesuvné matice a tyč 5 se spolu s monokrystalem 21 zavěšeným na ní přestaví směrem dolů až na jeho doraz na dno nádoby 19 tepelně izolované jímací nádrže 16 (obr. 4). Vzhledem k tomu, že tvar otvoru 23 v přesuvné matici působí proti protáčení zárodku 7 (obr. 3] odšroubuje se přesuviná matice, při spolupůsobení tření monokrystalu 21 se dnem nádoby 19 tepelně izolované jímací nádrže 16 (obr. 4) z tyče 5, čímž se monokrystal 21 s přesuvnou maticí oddělí od tyče 5, jak je to znázorněno ma obr. 5. Potom se tyč 3 zdvihne do horní části 3 pracovní komory 2 (při tomto postavení je tyč S znázorněna na obr. 5). Tepelně izolovaná jímací nádrž 16 se odsune stranou od horní části 3 pracovní komory 2, načež se z této tepelně izolované jímací nádrže 16 vyjíme nádoba 19 s monokrystalem 21, který je v ní a ve vypalovací peci (neznázorněno) se podrobí vyrovnání teplot v celém objemu monokrystalu 21 a jeho pomalému ochlazování až na teplotu místnosti. V případě potřeby je možné opatřiti nádobu 19 odinímatelným víkem (inežnázorněno), kterým se tato před odsunutím tepelně izolované jímací nádrže 16 stranou od horní části 3 pracovní komory 2 uzavře. Takovéto víko je možné přiložit na nádobu 19, například mezerou mezi horní částí 3 pracovní komory 2 a tepelně izolované jímací nádrže 16.

Po vytěžení monokrystalu 21 se do kelímku 9 naplní nová dávka výchozího materiálu, na tyč 5 se nanese nový zárodek 7, dolní část 4 pracovní komory 2 se spojí s horní Částí 3 pracovní komory 2 a shora popsaným způsobem se provede další cyklus pěstování monokrystalu 21.

Je nutné zdůraznit, že v případě, kdy ina tyči 5 a přesuvné matici je uspořádám pravotočivý závit, je nutné otáčet tyčí 5 při pěstování monokrystalu 21 ve směru, znázorněném na obr. 1 šipkou a při jeho těžení je nutné otáčet tyčí 3 v obráceném směru, jak je to znázorněno na obr. 4. Při levotočivém závitu je nutné směr otáčení odpovídajícím způsobem změnit. Jestliže v souladu s technologickými podmínkami není nutné otáčet tyčí 3 při pěstování monokrystalu 21, pak se s ní otáčí teprve při těžení monokrystalu 21, a to vpředu popsaným způsobem.

Dále je nutné zdůraznit, že pěstovaný monokrystal 21 není v zařízení podle vynálezu vystaven v žádném stadiu jeho těžení z pracovní komory 2 tepelnému nárazu.

Skutečně při snižování dolní části 4 pracovní kiomoíry 2 před jejím odsunutím stranou nemůže se studený okolní vzduch dostat do horní části 3 pracovní komory 2, v níž je monokrystal 21, protože dělicí rovina A (obr. 1) leží ve výšce čelní strany kelímku 9 a tedy zde nejsou žádné konstrukční díly, které by byly spojeny s dolní částí 4 pracovní komory 2, a které by se při nejmenším nacházely částečně uvnitř horní části 3 pracovní komory 2.

Po odsunutí dolní části 4 pracovní komory 2 stranou se rovněž nemůže dostat studený vnější vzduch k monokrystalu 21, neboť dolní čelní plocha dolní části 4 pracovní komory 2 leží nad dolní čelní plochou horní části 3 pracovní komory 2, která je vyplněna teplým vzduchem.

Po připojení tepelně Izolované jímací nádrže 16 k horní části 3 pracovní komory 2 (obr. 2] tvoří tyto· uzavřenou dutinu, která chrání monokrystal 21 ipřed účinkem studeného vzduchu z okolí, takže při následujícím snížení monokrystalu 21 do tepelně izolované jímací nádrže 16 nedojde k tepelnému nárazu.

Konečně je monokrystal 21 při své dopravě z tepelně izolované jímací nádrže 16 do vypalovací pece chráněn před účinkem studeného okolního vzduchu stěnami a víkem nádoby 19, takže nemůže dojít k žádnému tepelnému nárazu.

Tepelný náraz je tedy ve všech stadiích přemísťování monokrystalu 21 z pracovní komory 2 zařízení do vypalovací pece vyloučen.

Vzhledem k tornu, že se monokrystal 21, visící na zárodku 7 při těžení představuje s tyčí 5 pouze ve svislém směru, zabrání se tímto účinku vodorovných setrvačných sil na monokrystal 21, které by vyvolávaly jeho zlomení v důsledku rozrušení zárodku 7.

Jak z toho, c|o bylo vpředu uvedeno zřejmé, dovolí zařízení podle vynálezu zvýšit výtěžek bezvadných monokrystalů 21 bez jakéhokoliv snížení jeho výkonnosti, nebiot pracovní komora 2 se uvolní pro následující cyklus pěstování a pochod pěstování monokrystalů 21 se může provádět během krátké doby ia za příznivých tepelných podmínek.

Vpředu byl uveden pouze jeden příklad provedení vynálezu. Je ale jasné, že se vynález žádným způsobem neomezuje na tento příklad provedení a že je možné provést různé změny a doplnění. Tak lze například v zařízení podle vynálezu provádět nakládání a těžení karuselovým způsobem popřípadě jeho podstavec může být opatřen vyklápěcími kolejnicemi pro vyjíždění tepelně izolované jímací nádrže 16 a dolní část 4 pracovní komory 2 až mimo pracovní oblast zařízení, čímž by mohla být zaručena jejich nasnadě, přičemž ale je zachován rozsah kompaktnost. Takovéto změny a doplnění vynálezu, jsou pro odborníka v této oblasti techniky

Claims (3)

PREDMET

1. Zařízení k (pěstování monokrystalů z taveniny, u něhož je na podstavci uspořádána pracovní komora, dělitelná ve vodorovné rovině ve dvě části, horní část a dolní část, a obsahující dále tyč s držákem zárodku, která je zavedena do hoirní části pracovní komory, pohon k otáčení a osovému přestavování tyče, spojený s touto tyčí, přičemž v dolní části pracovní komory, pod tyčí, je uspořádán kelímek s topným článkem, vyznačující se tím, že dolní část (4) pracovní komory (2) je uspořádána vzhledem k podstavci (1) přestavitelně jak ve svislém směru, tak i ve vodorovné rovině a horní část (3) pracovní komory (2J je upevněna na podstavci (1) nepohyblivě, přičemž dělicí rovina pracovní komory (2j leží ve výšce horní čelní plochy kelímku (9) a na dolním konci tyče (5j je uspořádán závit pro upevnění držáku (6) zárodku (7).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se yynAlezu tím, že obsahuje tepelně izolovanou jímací nádrž (16), která je přestavltelná místo dolní části (4) pracovní komory (2) a její výška odpovídá výšce, ve které leží dělicí rovina pracovní komory (2).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že držák (6) zárodku (7j je vytvořen ve tvaru přesuvné matice s dírou (23) pro uložení zárodku (7), která navazuje na díru se závitem (24), přičemž tvar díry (23) přesuvné matice je vytvořen pro zabránění protáčení držáku (6) nesoucího zárodek (7), a v postavení, kdy tepelně izolovaná jímací nádrž (16) je uspořádána místo dolní části (4) pracovní komory (2) a monokrystal (21) je spuštěn na dno této tepelně izolované jímací nádrže (16), leží horní čelní plocha držáku (6) níž než dělicí rovina mezi tepelně izolovanou jímací nádrží (16) a horní částí (3) pracovní komory (2).