SU788185A1 - Способ изготовлени литого микропровода - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТОГО МИКРОПРОВОДА

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к способам изготов лени  литого микропровода в стекл нной изол ции. Известен способ изготовлени  лито го микропровода в стекл нной изол ции путем высокочастотной плавки и механической раст жки непрерывно подаваемой заготовки шихтового металла с помощью плотно охватывающего в зкого стекл нного покрыти . Способ обеспечивает защиту шихтового метешла от выгорани  компонентов . Однако известный способ не позвол ет из-за частых прободений стекл нного покрыти  получать микропровода из перитектических соединений , дл  которых даже создание необходимой цилиндрической заготовки заданного состава  вл етс  чрезвычай но сложной технической задачей. Известен также способ изготовлени  литого микропровода с помощью высокочастотного индуктора, расплавл ющего металлическую навеску, наход щуюс  в стекл нной трубке, в которой создано разрежение, включающий операции формировани  микрованны и выт гивани  из разм гченного конца стекл нной трубки капилл ра . Недостатком этого способа  вл етс  низкое качество микропроводов изперитектических , преимущественно полуп-роводниковых ,соединений ( I In.SbTej и др.) , выражающеес  в отсутствии монокристалличности, отклонении состава жилы от стехиометрии и от состава исходной навески. Это объ сн етс  разложением соединени  в расплаве микрованны в процессе лить  микропровода, внедрением отдельных его компонентов в структуру жилы и частично улетучиванием отдельных компонентов. Цель изобретени  - повышение качества микропроводов из полупроводниковых перитектических соединений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что микрованну покрывают слоем окислов металлов, химически более активных , чем компоненты жилообразующего материала, с толщиной не менее четверти высоты микрованны, создают внутри трубки давление выше атмосферного и подд-ерживают мощность в индукторе такой, что пондеромоторна  сила , действующа  при этих услови х на расплав в микрованне, в 1,5-2,5 раза больше его веса. Сущность изобретени  по сн етс  чертежом. На чертеже изображены стекл нна  трубка 1, высокочастотный индуктор 2, бункер 3, заслонка 4, порошок 5 окислов, распорка б, микрованна 7, магнит 8, стеклообразный слой 9 окислов и литой микропровод 10. Изготовление микропровода согласно предлагаемому способу включает следующие операции. В запа нную с одного конца стекл нную трубку 1 (предварительно обезжиренную) помещают навеску полупроводникового перитектического соединени . Трубку закрепл ют в установ ке лить  микропровода таким образом, чтобы запа нный ее конец располагалс  в области высокочастотного индуктора с одной из следующих рабочих частот:440, 880, 1760 кГц. В стекл нную трубку ввод т и закрепл ют бункер 3, например в виде по лого цилиндра, с магнитоуправл емой заслонкой 4, в котором помещаетс  по рощок окислов металлов, химически бо лее активных, чем компоненты перитек тического соединени . Обычно бункер 3 закрепл ют в верхней части трубки при помощи распорок б или способом магнитной подвески. Стекл нную трубку 1 промывают аргоном и создают в ней при помощи спе циальной компрессорной системы давле ние, ..выше атмосферного, обычно на 50-100 na(rv5-10 мм вод. ст.). Затем повыша  мощность в индукторе, навеску расплавл ют, формируют микрованну 7, котора  включает в себ  расплав полупроводникового перитектического соединени  и разм гченный конец стекл нной трубки, образующий оболочку, покрывающую расплав снизу и с боковы сторон. Одновременно с завершением плавлени  навески поверхность расплава покрывают слоем окислов металла из бункера 3, дл  чего открывают заслон ку 4 при помощи магнита 8. Окислы пр тепловом контакте с микрованной спекаютс , образу  в зкий стеклообразны слой 9 окислов. Далее из разм гченного конца стек л нной трубки выт гивают капилл р, который заполн етс  расплавом перит тического соединени  из микрованны, образу  после кристаллизации жилу л того микропровода 10. Мощность в ин дукторе поддерживают в процессе изготовлени  микропровода такой, чтобы пондеромоторна  сила, действующа  на расплав в микрованне, была в 1,5 2,5 раза больше веса этого расплава Соотношение между пондеромоторной силой F и мощностью Р, выдел емой индуктором в микрованне (обычно известной и легко регулируемой элек трическими режимами работы высокототного генератора), описываетс  мулой е lUo - магнитна  проницаемость вакуума i р - удельное сопротивление материала навески (расплава), f - частота электромагнитного пол  индуктора; А - коэффициент, завис щий только от геометрии системы . Дл  конического индуктора коэффиент А определ етс  выражением ) 1.- Г- & /1-П; n.--v 1 a () г - радиус расплава полупроводникового перитектического соединени  в самом широком месте микрованны (экватора ) , h - рассто ние от нижнего среза индуктора до экватора расплаваJ г - радиус отверсти  индуктоО- - угол конусности индуктора. Kg- эмпирический коэффициент, лежащий в пределах от 1,5 до 1,8. В качестве полупроводникового мариала дл  изготовлени  литогс микпровода предлагаемым способом исльзуетс , как уже указывалось, тройа  фаза квазибинарного разреза nSb-lnTe. а именно перитектические оединени  :injStoTe, и Зп ЗЪТвг Дл  указанных соединений микрована покрываетс  смесью окислов следуюего состава: 10-12% 6-8% LinO/ 5-20% CaOJ 10-12% MgO, остальое . Другие перитектические соединени  ребуют другого состава окислов, коорый подбираетс  экспериментально. Повышенное давление в стекл нной, рубке и наличие в зкого сло  окислов а поверхности расплава микрованны реп тствуют разложению перитектиеского соединени  и не позвол ют отельным его компонентам испаритьс  из икрованны. Химическа  активность меаллов , вход щих в состав окислов, реп тствует реакци м обмена и замещени  между ними и компонентами перитектического соединени . При этом важную роль играет поверхностное нат жение в зкого сло  окислов. Исключить повышенноедавление в стекл нной трубке за счет увеличени  толщины сло  окидлов не представл етс  возможным , так как это приводит к подъему уровн  расплава в микрованне (из-за давлени  электромагнитного пол ) отеканию окислов по стенкам оболочки микрованны в нижнюю часть и, в конечном счете, - к прекращению процесса лить .

Повышенное давление на расплав со стороны электромагнитного пол  индуктора служит защитой от прободени  стекл нной оболочки микрованны и преп тствует разложению перитектического соединени  в процессе изготовлени  микропровода.

Использование предлагаемого способа позвол ет впервые в мировой практике изготовить литые микропровода в стекл нной изол ции с монокристаллической жилой из полупроводниковых перитектических соединений InojSbTeg и I пд SbTs) Диаметр жилы полученных микропроводов лежит в пределах от 10 до 200 мкм. При низкой температуре на образцах микропровода с жилой из InjSbTe обнаружена сверхпроводимость , что в сочетании с полупровод ни ковы: ж .свойствами расшир ет возможность применени  таких микропроводов (в частности дл  создани  особо чувствительных приемников инфракрасного излучени )

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 254619, кл. Н 01 В 13/06, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 505032, кл. Н 01 В 13/06, 1978.

8