CS269247B1 - Verneuilův hořák se sníženým radiálním teplotním gradientem - Google Patents

Abstract

Řešeni spadá do oblasti výroby monokrystalů a představuje konstrukční upravu hořáku, kde výtokové otvory topného plynu Jsou bu3 všechny nebo jejich část nakloněny ve směru výtoku plynu k hořéku o 2 až 10 úhlových stupňů. Nakloněné otvory jsou uspořádány střídavě ve vnějším 1 vnitřním prstenci topného plynu.

Description

Vynález se týká Vexneullova hořáku fl· sníženým radiálním teplotním gradientem.

jedním z nežádoucích Jerů při výrobě monokrystalů Vexneuilovou metodou je velký radiální teplotní gradient v růstevá zóně krystalu pod hořákem. Kromě sdílení tepla íostonoího krystalu ss stěnou psoní dutiny je nejzávažnější příčinou tohoto gradientu nedostas tečná snížení kyslíku o topným plynem /obvykle s vodíkem při tavbě vysokožáznýoh materlá? lů/ v rovině růstové zóny krystalu. Následek je potom jak velká vnitřní pnntí v krystalu» ták zejména nerovnoměrná rozložení barvicí příměsi v horizontálním průřezu krystalu* al už je způsobeno rozdílnou rychlostí odpařování příměsi nebo nerovnoměrnými oxydoredukčóími podmínkami v růstová zóně.

Běžně užívaný jednoduchý Vemeullův hořák podle obr. 1 a centrální kyslíkovou trysy kou 2 a ji obklopujícími, kruhově uspořádanými vodíkovými tryskami 2 nedává dostatečně malý radiální teplotní gradient v růstové zóně. Podle dosavadní praxe lze radiáln-f gradient v plameni snížit pouze použitím vícenásobného hořáku, u kterého je konoentrloky uspořádáno víoe trysek, protékaných střídavě kyslíkem a topným plynem. Příklad provedení takového násobného hořáku je na obr. 2. Hořáky tohoto typu jsou výrobně nákladné, trysky umístěné blíže středu ee přehřívají a pokud nejsou zhotoveny z vysokožárnýoh materiálů, musí být hořák opatřen vodním chlazením, což komplikuje celé výrobní zařízení.

Předmětem vynálezu je jednoduchý Vemeullův hořák se sníženým radiálním teplotním gradientem, provedený tak, že výtokové otvory topného plynu 2 Jeou buň všechny, nebo jejich část nakloněny ve směru výtoku plynu k ose hořáku o 2 až 10 úhlových stupňů. Nakloněné otvory jsou uspořádány střídavě ve vnějším i vnitřním prstenci trysek topného plynu. Příklad provedení je patrný z obr. 3. Popsanou úpravou se dosáhne dokonalejší promísení topného plynu s kyslíkem, a tím i nižší teplotní gradient v růstová zóně krystalu.

Předností popsaná úpravy je možnost použití běžného jednoduchého hořáku, ve kterém se pouze vymění kroužek s tryskami topného plynu. Náklady na úpravu výrobních aparatur jsou proto ve srovnání β výrobou, instalací a údržbou násobnýoh hořáků minimální a lze je provádět na jednotlivých píckách i bez přerušení provozu na ostatních.

Příklad 1

S hořákem podle obr. 3, jehož vodíkové tryeky 2 ^fla vnitřním okruhu byly nakloněny o 3°» byly vyrobeny monokrystaly safíru o průměru až 30 mm, které při konoskopioká kontrole nevykazovaly větší vnitřní pnutí jak krystaly průměru 20 mm, vypěstované s běžným hořákem podle obr. 1.

Příklad 2

K výrobě rubínových monokrystalů /'korund s příměsí ohromu/ byl použit hořák v provedení podle obr. 3 s náklonem vnějších tryskových otvorů o 5°. Vypěstované monokrystal ly vykazovaly v průřezu, kolmém na osu krystalu /souhlasnou s osou hořáku/ ve srovnání s krystaly, pěstovanými s obyčejným hořákem podle obr. 1 podstatně rovnoměrnější rozložení příměsi chrómu, jak mohlo být objektivně zjištěno interferometrioky na výbrusu.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1» Vemeullův hořák se sníženým radiálním teplotním gradientem, vyznačující se tím, Že výtokové otvory topného plynu /3/ Jsou buň všechny, nebo jejich část nakloněny ve směru výtoku plynu k hořáku o 2 až 10 úhlových stupňů.
2. 2. Vemeullův hořák podle bodu 1, vyznačující se tím, že nakloněné otvory jsou uspořádány střídavě ve vnějěím 1 vnitřním prstenci trysek topného plynu.