SU1213781A1

SU1213781A1 - Apparatus for growing single-crystal sapphire bands

Info

Publication number: SU1213781A1
Application number: SU843795519A
Authority: SU
Inventors: И.В. Алябьев; В.С. Папков; В.Ф. Перов; Б.И. Шевченко
Original assignee: Предприятие П/Я Х-5476
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1991-04-23

Description

f1f1

Изобретение относитс к техноло- гии выращивани монокристалпических лент сапфира и может быть использовано в электронной, приборостроительной и оптической отрасл х промышленности .The invention relates to the technology of growing single-crystal sapphire ribbons and can be used in electronic, instrument-making and optical industries.

Целью изобретени вл етс повышение износостойкости элементов уст- ройства и увеличение выхода лент.The aim of the invention is to increase the wear resistance of the elements of the device and increase the output of the tapes.

На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид.The drawing shows the proposed device, a General view.

Внешн поверхность молибденового тигл 1 имеет слой 2 вольфрама, вну ри тигл находитс формообразова- тель 3. Тигель 1 со слоем 2 вольфрама расположен на пьедестале 4 внутри графитового нагревател 5, внутренн поверхность которого имеет слой 6 карбида молибдена. Над тиглем 1 расположены экраны 7. На за- травкодержателе 8 закреплена затраика 9..The outer surface of the molybdenum crucible 1 has a layer 2 of tungsten, the core of the crucible is shaper 3. Crucible 1 with a layer of 2 tungsten is located on pedestal 4 inside the graphite heater 5, the inner surface of which has a layer 6 of molybdenum carbide. Screens 7 are located above crucible 1. Zarakha 9 is fixed on the holder 8.

Слой 6 карбида молибдена на внутреннюю , поверхность графитового нагр вател 5 нанос т следующим образом. Предварительно из молибденового листа толрщной, приблизительно равной необходимой тол1цине сло 6 карбида молибдена, выполн ют цилиндр, внешний диаметр которого равен внутреннему диаметру графитового нагревател 5. Этот цилиндр вставл ют внутрь графитового нагревател 5. Затем собирают устройство из графитового нагревател 5 с молибденовым цилиндром, пьедестала 4 и экранов 7. С помощью резистивного нагрева графитового нагревател 5 со вставленным в него цшшвдром поднимают темЬературу до 2.000 С и выдерживают в течение 0,5- ч. При этой температуре происходит интенсивна диффузи углерода в молибденовый цилиндр, взаимодействие его. с молибденом с образованием сло 6 . карбида молибдена. При,этом давление паров углерода падает а 10 до 10 атм, т.е. уменьшаетс на три пор дка . The layer 6 of molybdenum carbide on the inner surface of the graphite heater 5 is applied as follows. A cylinder with an outer diameter equal to the internal diameter of the graphite heater 5 is made from a molybdenum sheet, which is approximately equal to the required thickness of the layer 6 of molybdenum carbide. This cylinder is inserted inside the graphite heater 5. A graphite heater 5 device is assembled with a molybdenum cylinder, a pedestal 4 and screens 7. With the help of resistive heating of a graphite heater 5 with cshshvdrom inserted into it, the temperature is raised to 2.000 ° C and held for 0.5 hour. The temperature is intense diffusion of carbon into the molybdenum cylinder, the interaction of it. with molybdenum to form layer 6. molybdenum carbide. At this, the vapor pressure of carbon drops as low as 10 to 10 atm, i.e. reduced by three times.

Слой 2 вольфрама на внешнюю поверхность молибденового тигл нанос т при помощи плазменно-дуговой Горелки при 45000°С с использованиемThe layer 2 of tungsten on the outer surface of the molybdenum crucible is applied using a plasma-arc burner at 45000 ° C using

1one

toto

1515

2020

2525

37812.37812.

порошка вольфрама диаметром 20- 50 мкм. Вверху и внизу толщина стенки тигл 1 отличаетс на 2-3 мм за счет небольшой конусности, котора 5 облегчает извлечение незакристаллизовавшегос в ленту сапфира распла ва. tungsten powder with a diameter of 20-50 microns. At the top and bottom, the wall thickness of the crucibles 1 differs by 2-3 mm due to the small taper, which facilitates the extraction of uncrystallized sapphire into the melt ribbon.

Подготовленное устройство собирают . В тигель 1 помещают формооб- разователь 3 ниже уровн тигл . Пространство между стенками тигл и формообразователем заполн ют боем кристаллов А12Oj. Тигель со слоем 2 вольфрама помещают внутрь гра- фитбвого нагревател 5 со слоем 6 карбида молибдена и на пьедестал 4. Сверху над тиглем располагают экраны 7.The prepared device is collected. A mold 3 is placed below the crucible 1 in the crucible 1. The space between the walls of the crucible and the shaper is filled with a battle of A12Oj crystals. A crucible with a layer of 2 tungsten is placed inside a graphite heater 5 with a layer of 6 molybdenum carbide and on a pedestal 4. A screen 7 is placed above the crucible.

После сборки теплового узла камеру вакуумируют до давлени 2МО мм рт.ст. и с помощью резистивного графитового нагревател поднимают температуру до в течение 1 ч. Затем напускают инертный газ Аг и шаднимают температуру до 2100°С в течение 40 мин дл расплавлени крошки AljOj. Затравко-:- держатель 8 с затравкой 9 опускают до соприкосновени с поверхностью формообразовтел 3. В местах касани по вл етс пленка расплава. Ус- .танавливают скорость подъема затрав- кодержател 8 0,8 мм/мин и по углу paзpaJЩ вaни ленты подбирают необходимую температуру. Таким образом выт гивают группу из семи дент общей длиной 3500 мм, из которой 1505 мм вл ютс годной Частью.After assembling the thermal unit, the chamber is evacuated to a pressure of 2MO mm Hg. and using a resistive graphite heater, the temperature is raised to 1 hour. Then, inert gas Ar is injected and the temperature taken up to 2100 ° C for 40 minutes to melt the AljOj crumb. The seed -: - the holder 8 with the seed 9 is lowered until it touches the surface of the die 3. At the points of contact, a film of melt appears. Set the lifting speed of the feeder to 8 0.8 mm / min and select the required temperature by the angle of the span of the tape. In this way, a group of seven dent is drawn with a total length of 3500 mm, of which 1505 mm is a suitable Part.

В таблице приведены сравнительные данные износостойкости узлов устройства и выхода леНт.The table shows the comparative data of the wear resistance of the device assemblies and the output of the linac.

Как видно из таблицы, выход за « указанные пределы в сторону их уменьшени приводит к уменьшению стойкости элементов устройства.и уменьщеншо выхода годных лент (пример 4). Выход за пределы в сторону увеличени не приводит к ухудапению характеристик, однако это св зано с ненужными расходами материала (вольфрама) и увеличением расхода мощности на дополнительный нагрев сло карбида молибдена.As can be seen from the table, going beyond the specified limits in the direction of decreasing them leads to a decrease in the resistance of the elements of the device. Going beyond the limits of the increase does not lead to a better understanding of the characteristics; however, this is associated with unnecessary consumption of material (tungsten) and an increase in the power consumption for additional heating of the molybdenum carbide layer.

30thirty

3535

4040

4545

5050

Claims

DEVICE FOR GROWING SAPPHIRE SINGLE-CRYSTAL TAPES • from a melt to a seed, including a molybdenum crucible with a shaper located on it below the upper edge, mounted on a pedestal inside a graphite heater, and screens above the crucible, distinguishing by the fact that, with In order to increase the wear resistance of the elements of the device and · increase the yield of tapes, the outer surface of the crucible has a coating of tungsten with a thickness of 0.050.6 thickness of its wall, and the inner surface of the heater has a _Q coating of molybdenum carbide with a thickness of S another 0.01-0.5 thickness of its wall.

5I a »12137.81 f