CS226233B1 - Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek - Google Patents
Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek Download PDFInfo
- Publication number
- CS226233B1 CS226233B1 CS896781A CS896781A CS226233B1 CS 226233 B1 CS226233 B1 CS 226233B1 CS 896781 A CS896781 A CS 896781A CS 896781 A CS896781 A CS 896781A CS 226233 B1 CS226233 B1 CS 226233B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- space
- cultivation
- furnace
- shell
- mirrors
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 12
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 3
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Vynález se týká uspořádání kultivační pece pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek.
Nejrozšířenější kultivační metodou je metoda Stockbargerova, jejímž principem je pozvolné ochlazování taveniny v kelímku s kuželovým dnem, který se posouvá v prostoru dvoudílné kultivační pece. V kultivační peci jsou vytvořeny dva prostory, a to prostor s teplotou vyšší než je bod tání kultivované látky a prostor s teplotou nižši^ež je bod tání této látky. Prostory jsou vytápěny nezávisle na sobě odporovým drátem navinutým na trubici ze žáruvzdorného materiálu. Vinutí je rozděleno tak, aby udržovalo malý vertikální teplotní spád. K udržování teploty potřebné v obou prostorech kultivační pece je zapotřebí přesně pracujícího reguv lačního zařízení, které umožňuje programovatelné změny teploty.
Mezi oběma popsanými prostory je zapotřebí, v rozsahu krystalizační zóny, vytvořit ostrý teplotní spád, kde dochází k vlastní krysta lizaci kultivované látky. K získání tohoto ostrého teplotního spádu jsou obě části kultivační pece odděleny prstencovou přepážkou s otvorem pro procházející kelímek.
Prostor mezil pláštěm kultivační pece a vyhřívací trubici je vyplněn izolačním materiálem, na jehož kvalitě závisí velikost tepelných ztrát, a tím také spotřeba elektrické energie během kultivace. Nejčastěji používaným izolačním materiálem je práškový MgO, případně granulovaný Α^Οβ. V poslední době se pro dosažení dalšího snížení tepelných ztrát začalo používat jako izolačního materiálu minerální vlny z korundu, kaolinu, skla, čediče i dalších tepelně izolačních materiálů.
Nevýhodou uvedeného uspořádání kultivační pece jsou značné tepelné ztráty a pracnost při vkládání izolačního materiálu do pláště kultivační pece. V případě, že se používá práškových izolačních materiálů, přistupuje k tomu také prašnost pracovního prostředí.
228 233
- 2 Uvedené nevýhody odstraňuje uspořádání kultivační pece podle vynálezu, jehož podstatou je kultivační pec tvořena dvěma plášti, mezi nimiž je vytvořen evakuovaný prostor, přitom na vnitřním plášti je na elektricky izolující vrstvě umístěno elektrické topení a na vnitřní straně vnějšího pláště jsou umístěna zrcadla, například z leštěné ocelové fólie, která jsou přerušena v prostoru krystalizační zóny.
Evakuovaný prostor mezi oběma plášti kultivační pece tvoří dokonalý izolátor proti odvodu tepla vedením. Proti úniku tepla sáláním jsou na vnitřní straně vnějšího pláště umístěna zrcadla vytvořena z leštěné ocelové, hliníkové, zlaté, měděné nebo stříbrné fólie, nebo vzniklá napařením některého z těchto kovů přímo na vnitřní vyleštěnou plochu tohoto pláště. Zrcadla slouží k odrážení infračerveného záření zpět do vytápěného prostoru pece. V prostoru ostrého teplotního spádu, kde je naopak zapotřebí zvýšit pohlcování infračerveného záření, jsou jednak zrcadla přerušena a pohlcování lze zvýšit ještě úpravou povrchu vnitřní strany vnějšího pláště nanesením například vrstvy grafitu.
Další možnost regulace teploty v jednotlivých prostorech kultivační pece spočívá ve volbě materiálu zrcadel s různým koeficientem odrazu. Odraz infračerveného záření do prostoru s vyšší teplotou než jeí^Ztf^tání kultivované látky, i do prostoru s teplotou nižší než je-fyýW^tání této látky, lze zvýšit také umístěním dalších zrcadel na rozhraní těchto dvou prostorů s prostorem krystalizační zóny^kolmo k zrcadlům umístěným na vnitřní straně vnějšího pláště.
Kultivační pec podle vynálezu umožňuje předevš-ím snížení příkonu elektrické energie během kultivace. Kombinací topných sekcí, jejich regulací a nastavením různých poloh zrcadel, lze nastavit libovolný průběh teploty v kultivační peci. Vedle těohto výhod lze uvést také úsporu izolačního materiálů, která není zanedbatelná především tehdy, když se jedná o dovážený materiál, jako je například MgO nebo korundová vlna·
Na obr. 1 je uvedeno uspořádání kultivační pece podle vynálezu. Mezi vnějším pláštěm £ a vnitřním pláštěm 2 je vytvořen evakuovaný prostor J., který slouží jako dokonalá tepelná izolace. Na vnitřním plášti 2 je nanesena elektrická izolace 4, na níž je navinuto elektrické topení % z odporového drátu, jako je například tantal, wolfram nebo molybden. Na vnitřní straně pláště 1 jsou umístěna zrcadla 6., 2. a které odrážejí infračervené
226 233
- 3 záření zpět do vyhřívaného prostoru kultivační pece, aby se tepelné ztráty omezily na minimum. Přerušení zrcadel 2 v prostoru krystalizační zóny 2 vytváří ostrý teplotní spád mezi prostorem 10 s teplotou vyšší než jeityflfoktání kultivované látky a prostorem 11 s teplotou nižší než jejtyá&tání kultivované látky. Spojení obou pláštů 1 a 2 je zajištěno uzávěrem 12, kterým prochází nosič 13 kultivačního kelímku 14.
Na obr. 2 je uvedeno obdobné uspořádání kultivační pece pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek jako na obr. 1 s tím, že na rozhraní prostoru krystalizační zóny 9 a prostoru 11 a na rozhraní prostoru 10 a prostoru krystalizační zóna 9 jsou umístěna, kolmo k plášti lj, ještě další dvě zrcadla 15 a 16¾ která odrážejí infračervené záření z prostoru krystalizační zóny % do prostorů 10 a 11·
Kultivační pec podle vynálezu vykazuje únik tepla pouze ve spodní části kolem uzávěru 12. Órčitý únik energie v tomto prostoru není na závadu, lze jej omezit vhodnou volbou materiálu uzávěru 12.
Předmět vynálezu byl odzkoušen na následujícím provedení kultivační pece. Vnější plášt 1 byl zhotoven z ocelové trubky o průměru 100 ram, vnitrní plášt 2 tvořila trubka ze žáruvzdorné oceli o průměru 50 mm, dno na obou pláštích 1 a 2. vznik£ přivařením kruhové ocelové destičky· Vložením vnitřního pláště 2 do pláště 1 byl vytvořen prostor 2· Vnitřní plášt 2 byl pokryt vrstvou elektrické izolace £, která byla vytvořena z AlgO^, na níž je navinuto elektrické topení 2 z tantalového drátu. Na vnitřní straně' pláště lbyla vytvořena z leštěného ocelového plechu zrcadla 6, 2 a 8 k odrážení infračerveného záření, a tím i k zamezení tepelných ztrát ve vyhřívaném prostoru 10 ' —2 a 11 kultivační pece. Prostor 3 byl vyčerpán na 10 Pa a pec byla vyhřátá na ustálenou teplotu 700 °G v kultivačním prostoru. Spotřeba elektrické energie byla srovnána s kultivační pecí stejných geometrických rozměrů, kde jako izolačního materiálu bylo použito minerální vlny. Ěťjserimentální kultivační pec podle vynálezu s evakuovaným prostorem 2 a zrcadla 6_, J a 8 umístěnými na vnitřní straně pláště 1, potřebuje ke kultivaci stejného monokrystalu jen 40 % elektrické energie ve srovnání s klasickou kultivační pecí·
Navrhované uspořádání kultivační pece lze využít také pro uspořádání kontinuální kultivační pece, která nemá ve spodní části uzávěr 12 a vnější plášl 1 ani vnitřní plášt 2 není uzavřen dnem, jedná se
228 233
- 4 tedy o kultivační pec průchozí. Takové uspořádání kultivační pece umožňuje vedle kultivace monokrystalů scintilačních látek její využití rovněž při zonální rafinaci čistých scintilačních materiálů, jako je například naftalen.
Claims (2)
1. Kul-tivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek^ vyznačená tím, že je tvořena vnějším pláštěm (1) a vnitřním pláštěm (2), mezi nimiž je vytvořen evakuovaný prostor (3), přičemž na vnitřním plášti (2) je nanesena elektrická izolace (4), na kterou je navinuto elektrické topení (5) z odporového drátu, například tantalu, wolframu nebo molybdenu, a na vnitřní straně vnějšího pláště (1) jsou umístěna zrcadla (6, 7 a 8), která tvoří bud*leštěná ocelová, hliníková, zlatá, měděná nebo stříbrná fólie, nebo napařená vrstva těchto kovů přímo na vyleštěné vnitřní ploše pláště (1), přičemž zrcadlo (7) je v prostoru krystalizační zóny (9) přerušeno.
2. Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek podle bodu lfvyznačená tím, že na rozhraní prostoru krystalizační zóny (9) a prostoru (10) s teplotou vyšší než je^/fr&tání kultivované látky a na rozhraní prostoru krystalizační zóny . (9) a prostoru (11) s teplotou nižší než je/^4/vtání kultivované látky jsou umístěna, kolmo k vnějšímu plášti (1),ještě zrcadla (15) a (16).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS896781A CS226233B1 (cs) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS896781A CS226233B1 (cs) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS226233B1 true CS226233B1 (cs) | 1984-03-19 |
Family
ID=5440944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS896781A CS226233B1 (cs) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS226233B1 (cs) |
-
1981
- 1981-12-03 CS CS896781A patent/CS226233B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3626154A (en) | Transparent furnace | |
| US4195820A (en) | Precise thermal processing apparatus | |
| KR20010108424A (ko) | 단결정 육성장치, 그 장치를 이용한 단결정 제조방법 및단결정 | |
| US20160024685A1 (en) | Crystal growing systems and methods including a passive heater | |
| US3051555A (en) | Crucible for melting silicon of highest purity and method of making it | |
| GB1532109A (en) | Solar collectors | |
| US2665320A (en) | Metal vaporizing crucible | |
| US3860736A (en) | Crystal furnace | |
| CS226233B1 (cs) | Kultivační pec pro kultivaci monokrystalů scintilačních látek | |
| US4980133A (en) | Apparatus comprising heat pipes for controlled crystal growth | |
| KR900014644A (ko) | 실리콘 단결정(單結晶)의 제조장치 | |
| KR100297575B1 (ko) | 단결정제조방법및그인발장치 | |
| Yamada et al. | High‐Temperature Furnace Systems for Realizing Metal‐Carbon Eutectic Fixed Points | |
| US4717787A (en) | Thermoelement for measurement of temperature in vacuum furnaces | |
| US10053797B2 (en) | Crystal growth apparatus and thermal insulation cover of the same | |
| JPS5836998A (ja) | 単結晶シリコン引上装置 | |
| WO1994001982A1 (en) | Radiant heating apparatus | |
| JPH0254426B2 (cs) | ||
| JPS55122870A (en) | Vacuum vapor deposition method | |
| CS226101B1 (cs) | Temperační a vytavovací zařízení pro výrobu monokrystalickýeh scintilátorů | |
| JPS62437B2 (cs) | ||
| JPS61135084A (ja) | 温度勾配型電気炉 | |
| US4290475A (en) | Ingot casting | |
| US6126742A (en) | Method of drawing single crystals | |
| US4408658A (en) | Apparatus and method for heating a material in a transparent ampoule |