JPS62148391A - 高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用する材料の容器 - Google Patents
高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用する材料の容器Info
- Publication number
- JPS62148391A JPS62148391A JP28715385A JP28715385A JPS62148391A JP S62148391 A JPS62148391 A JP S62148391A JP 28715385 A JP28715385 A JP 28715385A JP 28715385 A JP28715385 A JP 28715385A JP S62148391 A JPS62148391 A JP S62148391A
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- powder
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高融点物質結晶の製造方法および前記方法で
使用する容器に関する。
使用する容器に関する。
（従来の技術）
高融点物質の良質な結晶を成長により形成させようとす
るときに、その高融点物質の溶融容器の選択にあたり次
の点を考慮する必要がある。
るときに、その高融点物質の溶融容器の選択にあたり次
の点を考慮する必要がある。
■溶融に供される容器自身が高温に耐えること、および
■高温下で溶融される物質と化学反応を起こしにくいこ
とである。
■高温下で溶融される物質と化学反応を起こしにくいこ
とである。
しかしながら、超高温（例えば１８００℃以上）の溶融
点をもつ物質に通用しようとしたとき、これらの条件を
完全に満足させる容器は知られていない。
点をもつ物質に通用しようとしたとき、これらの条件を
完全に満足させる容器は知られていない。
ＣＺ法により超高温物質の結晶成長を行う場合を例とし
て説明する。
て説明する。
ＣＺ法で、ＢｅＯとＡｌ２Ｏ３とがｌ対ｌの比率でなる
アレキサンドライト結晶を育成するときの融点は、はぼ
１８７０℃である。
アレキサンドライト結晶を育成するときの融点は、はぼ
１８７０℃である。
これには通常融点２４５７℃のイリジウムるつぼを溶融
容器として用いる。
容器として用いる。
（発明が解決しようとする問題点）
前述した容器を形成するイリジウムの通常融点は２４５
７℃であるが、成長したアレキサンドライト結晶にはイ
リジウムが不純物として混入している。
７℃であるが、成長したアレキサンドライト結晶にはイ
リジウムが不純物として混入している。
そのために結晶内部のイリジウムが局部的な光の吸収を
行う等、アレキサンドライト結晶の物性的均質性が損な
われるという問題がある。
行う等、アレキサンドライト結晶の物性的均質性が損な
われるという問題がある。
本発明の目的は、前述した問題を全く新規な構成で解決
した高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用す
る容器を提供することにある。
した高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用す
る容器を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために、本発明による高融点物質結
晶の製造方法は、製造しようとする結晶材料粉末を稠密
に圧縮した結晶の材料粉末ブロックを用意する結晶材料
粉末ブロック形成工程と、加熱手段により前記結晶材料
粉末ブロックの上面中心部を部分的に加熱して溶融部分
を形成する溶融工程と、加熱手段により前記溶融状態を
維持しながら種結晶を用いて結晶を引き上げる引き上げ
工程から構成されている。
晶の製造方法は、製造しようとする結晶材料粉末を稠密
に圧縮した結晶の材料粉末ブロックを用意する結晶材料
粉末ブロック形成工程と、加熱手段により前記結晶材料
粉末ブロックの上面中心部を部分的に加熱して溶融部分
を形成する溶融工程と、加熱手段により前記溶融状態を
維持しながら種結晶を用いて結晶を引き上げる引き上げ
工程から構成されている。
また高融点物質結晶の製造方法で使用する材料の容器は
、結晶材料粉末ブロックの中心部に溶融部分を形成し前
記粉末ブロックを溶融部分の容器とする前記結晶微粉末
を稠密に柱状に圧縮して構成されている。
、結晶材料粉末ブロックの中心部に溶融部分を形成し前
記粉末ブロックを溶融部分の容器とする前記結晶微粉末
を稠密に柱状に圧縮して構成されている。
（実施例）
以下図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第１図は、本発明による高融点物質結晶の製造方法で使
用する容器の実施例を示す斜視図である。
用する容器の実施例を示す斜視図である。
ＢｅＯとＡＩ！２ｏ３とが１対１の比率となるアレキサ
ンドライト結晶をＣＺ法で製造する例について説明する
。
ンドライト結晶をＣＺ法で製造する例について説明する
。
ＢｅＯとＡｌ２Ｏ３の結晶微粉末を粉末冶金の金型装置
を用いて、第１図に示す円柱状のブロック１を形成する
。
を用いて、第１図に示す円柱状のブロック１を形成する
。
すなわち、溶融したい物質の微粉末あるいは微粒子を用
いてブロックを形成し、これの溶融されない部分を溶融
された部分の容器とするものである。
いてブロックを形成し、これの溶融されない部分を溶融
された部分の容器とするものである。
この円柱状のブロック１を炉内に収容し、前記円柱状の
ブロックの頂面の中心近傍を複数のＣＯ２レーザビーム
または集束された赤外光ビームで加熱し、溶融液状を形
成する。
ブロックの頂面の中心近傍を複数のＣＯ２レーザビーム
または集束された赤外光ビームで加熱し、溶融液状を形
成する。
なお、このＣＯ２レーザビームで加熱する前に、通常の
加熱手段で全体の温度を上げておく。
加熱手段で全体の温度を上げておく。
Ｃ０２レーザビームで加熱された部分およびその周辺の
温度は融点以上に急激に上昇する。しかし、周囲はその
部分よりは低い温度であり、かつ外周はより低い温度環
境で中心部とは相当な温度勾配がある。その結果、中心
部分だけに溶融状態（溶融部２）が形成される。
温度は融点以上に急激に上昇する。しかし、周囲はその
部分よりは低い温度であり、かつ外周はより低い温度環
境で中心部とは相当な温度勾配がある。その結果、中心
部分だけに溶融状態（溶融部２）が形成される。
なお前記円柱状のブロック１の内部は、微視的には空間
が存在し熱伝導率は低い。
が存在し熱伝導率は低い。
この状態は、燃えている状態のローソクが、炎の熱のた
め中心付近のロウは溶は液状となっており、ローソクの
他の固体の部分は椀状で、液状部分を外部へこぼさぬよ
うに支持している状態に似ている。
め中心付近のロウは溶は液状となっており、ローソクの
他の固体の部分は椀状で、液状部分を外部へこぼさぬよ
うに支持している状態に似ている。
円柱状のブロック１の加熱点より遠くなったところは液
相が固相のすき間に浸透後固化するため・固相と液相の
界面において融液の滲出はない。
相が固相のすき間に浸透後固化するため・固相と液相の
界面において融液の滲出はない。
第２図は前記容器を用いて結晶を形成する状態を示す斜
視図である。
視図である。
実際にＣＺ法による結晶３を育成する場合は、溶融部２
の中心付近に種結晶を接触させ、次第に回転させながら
引き上げる。
の中心付近に種結晶を接触させ、次第に回転させながら
引き上げる。
そのため種結晶の部分および形成された結晶３の部分を
加熱しないようにＣ０２レーザビームで溶融部２の中心
を外して照射する。
加熱しないようにＣ０２レーザビームで溶融部２の中心
を外して照射する。
溶融部の熱の移動は固相の部分に比較して円滑であるか
ら、当初に形成された状態は一定のレーザエネルギーを
溶融状態にある部分２に供給しておけば保たれる。
ら、当初に形成された状態は一定のレーザエネルギーを
溶融状態にある部分２に供給しておけば保たれる。
第３図は本発明による方法で使用する容器の他の実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
この実施例はＢｅＯとＡｌ２Ｏ３の結晶微粉末を粉末冶
金の金型装置を用いて、第３図に示す角柱状ブロック５
に形成したものである。
金の金型装置を用いて、第３図に示す角柱状ブロック５
に形成したものである。
このような形状にしても前記実施例で説明したように、
半球状の溶融部６を形成することができ、同様にして結
晶を形成することができる。
半球状の溶融部６を形成することができ、同様にして結
晶を形成することができる。
第４図は本発明による方法で使用する容器のさらに他の
実施例を示す斜視図である。
実施例を示す斜視図である。
本発明による方法で使用する容器は、要するに溶融部の
周りがその溶融部と同じ素材であれば良いのであるから
、必ずしも前述のような強固なブロックにする必要がな
い。
周りがその溶融部と同じ素材であれば良いのであるから
、必ずしも前述のような強固なブロックにする必要がな
い。
この実施例は他の素材である金属の型枠７の中に前記Ｂ
ｅＯとＡｌ２Ｏ３の結晶微粉末を稠密に圧縮して充愼し
たものである。
ｅＯとＡｌ２Ｏ３の結晶微粉末を稠密に圧縮して充愼し
たものである。
この実施例は圧縮成型後も形が崩れ易い材料を用いる場
合に通している。
合に通している。
前記金属の型枠７は直接レーザビームで照射される部分
でないから、目的とする結晶の溶融温度よりも低い溶融
温度の材料であっても支障はない。
でないから、目的とする結晶の溶融温度よりも低い溶融
温度の材料であっても支障はない。
また、溶融温度より低い温度で結晶微粉末と接触し、し
かも溶融部分からは遠く離れているから、不純物として
混入することは極めて少ない。
かも溶融部分からは遠く離れているから、不純物として
混入することは極めて少ない。
（変形例）
以上詳しく説明した実施例について本発明の範囲内で種
々の変形を施すことができる。
々の変形を施すことができる。
ＢｅＯとＡｌ２Ｏ３のアレキサンドライト結晶を育成す
るときを例にして詳しく説明したが、他の結晶を育成す
る場合にも、本発明を適用することができる。
るときを例にして詳しく説明したが、他の結晶を育成す
る場合にも、本発明を適用することができる。
例えば、溶融温度２６７０℃のＺｒＯ２単結晶の育成に
も利用できる。
も利用できる。
（発明の効果）
以上詳しく説明したように、本発明による高融点物質結
晶の製造方法は、製造しようとする結晶の材料粉末を稠
密に圧縮した結晶材料粉末ブロックを用意する結晶材料
粉末ブロック形成工程と、加熱手段により前記結晶材料
粉末ブロックの上面中心部を部分的に加熱して溶融部分
を形成する溶融工程と、加熱手段により前記溶融状態を
維持しながら種結晶を用いて結晶を引き上げる引き上げ
工程から構成されている。
晶の製造方法は、製造しようとする結晶の材料粉末を稠
密に圧縮した結晶材料粉末ブロックを用意する結晶材料
粉末ブロック形成工程と、加熱手段により前記結晶材料
粉末ブロックの上面中心部を部分的に加熱して溶融部分
を形成する溶融工程と、加熱手段により前記溶融状態を
維持しながら種結晶を用いて結晶を引き上げる引き上げ
工程から構成されている。
したがって、高温下で被溶融物質が他の物質に直接接触
することがないので、結晶に他の物質が混入する余地は
全くなく、極めて純度の高い高融点物質結晶を製造する
ことができる。
することがないので、結晶に他の物質が混入する余地は
全くなく、極めて純度の高い高融点物質結晶を製造する
ことができる。
また本発明による高融点物質結晶の製造方法で使用する
材料の容器は、結晶材料粉末ブロックの中心部に溶融部
分を形成し前記粉末ブロックを溶融部分の容器とする高
融点物質結晶の製造方法の前記容器は、前記結晶微粉末
を稠密に柱状に圧縮して構成されている。
材料の容器は、結晶材料粉末ブロックの中心部に溶融部
分を形成し前記粉末ブロックを溶融部分の容器とする高
融点物質結晶の製造方法の前記容器は、前記結晶微粉末
を稠密に柱状に圧縮して構成されている。
このような容器は粉末冶金の金型装置により、または、
金属枠内に前記結晶微粉末を稠密に圧縮して充壜して簡
単に形成することができる。
金属枠内に前記結晶微粉末を稠密に圧縮して充壜して簡
単に形成することができる。
したがって、従来は極めて高価であったるつぼを簡単に
形成することができる。
形成することができる。
そして前記容器により、従来は不可能であるとされてい
た高い純度の超高融点結晶の製造が可能になった。
た高い純度の超高融点結晶の製造が可能になった。
さらに２次的効果として、均質な結晶が得られやすいＣ
Ｚ法を採用できるため、結晶成長中の組成変化も低減で
きる。
Ｚ法を採用できるため、結晶成長中の組成変化も低減で
きる。
第１図は、本発明による高融点物質結晶の製造方法で使
用する容器の実施例を示す斜視図である。 第２図は前記容器を用いて結晶を形成する状態を示す斜
視図である。 第３図は本発明による方法で使用する容器の他の実施例
を示す斜視図である。 第４図は本発明による方法で使用する容器のさらに他の
実施例を示す斜視図である。 １・・・円柱状の素材結晶粉末ブロック２・・・溶融部 ３・・・引き上げ過程にある結晶 ５・・・角柱状の素材結晶粉末ブロック６・・・溶融部 ７・・・金属性の枠 ８・・・充填された素材結晶粉末 ９・・・溶融部 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 溝 片１図 月 才２図
用する容器の実施例を示す斜視図である。 第２図は前記容器を用いて結晶を形成する状態を示す斜
視図である。 第３図は本発明による方法で使用する容器の他の実施例
を示す斜視図である。 第４図は本発明による方法で使用する容器のさらに他の
実施例を示す斜視図である。 １・・・円柱状の素材結晶粉末ブロック２・・・溶融部 ３・・・引き上げ過程にある結晶 ５・・・角柱状の素材結晶粉末ブロック６・・・溶融部 ７・・・金属性の枠 ８・・・充填された素材結晶粉末 ９・・・溶融部 特許出願人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 溝 片１図 月 才２図
Claims (7)
- （１）製造しようとする結晶の材料粉末を稠密に圧縮し
た結晶材料粉末ブロックを用意する結晶材料粉末ブロッ
ク形成工程と、加熱手段により前記結晶材料粉末ブロッ
クの上面中心部を部分的に加熱して溶融部分を形成する
溶融工程と、加熱手段により前記溶融状態を維持しなが
ら種結晶を用いて結晶を引き上げる引き上げ工程から構
成した高融点物質結晶の製造方法。 - （２）前記加熱手段は前記結晶材料粉末ブロックを予め
融点以下の特定の温度まで全体を加熱しておいて、前記
粉末ブロックの上面中心部を集中的に加熱してその部分
だけを溶融させるものである特許請求の範囲第１項記載
の高融点物質結晶の製造方法。 - （３）前記粉末ブロックの上面中心部を集中的に加熱し
てその部分だけを溶融させその状態を持続させる加熱手
段はレーザ装置である特許請求の範囲第２項記載の高融
点物質結晶の製造方法。 - （４）前記結晶材料粉末はＢｅＯ粉末とＡｌ＿２Ｏ＿３
粉末との混合粉末である特許請求の範囲第１項記載の高
融点物質結晶の製造方法。 - （５）結晶材料粉末ブロックの中心部に溶融部分を形成
し前記粉末ブロックを溶融部分の容器とする高融点物質
結晶の製造方法の前記容器は、前記結晶微粉末を稠密に
柱状に圧縮して構成した高融点物質結晶の製造方法で使
用する材料の容器。 - （６）前記容器は前記結晶微粉末を粉末成形用金型装置
により成形したものである特許請求の範囲第５項記載の
高融点物質結晶の製造方法で使用する材料の容器。 - （７）前記容器は前記結晶微粉末以外の材料の筒状の容
器内に前記結晶微粉末を稠密に充填したものである特許
請求の範囲第５項記載の高融点物質結晶の製造方法で使
用する材料の容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28715385A JPS62148391A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用する材料の容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28715385A JPS62148391A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用する材料の容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148391A true JPS62148391A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH0314798B2 JPH0314798B2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=17713759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28715385A Granted JPS62148391A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 高融点物質結晶の製造方法および前記方法で使用する材料の容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62148391A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132675A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単結晶育成法 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28715385A patent/JPS62148391A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132675A (ja) * | 1990-09-26 | 1992-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単結晶育成法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0314798B2 (ja) | 1991-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |