Устройство контроля положения фронта кристаллизации

Устройство контроля положения фронта кристаллизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройству определения положения фронта кристаллизатДии,, используемому при кристаллизации кристаллов методами зонной плавки Бриджмена-Стокстаргера с целыо упрощения контроля положения фронта крист.аллизаггии. Устройство со дepжIiт нйгреватель 8, тигель 9 с расплавом 10 и фронтом 11 кристаллизации, кристалл 12, подзеску 2 с катушкой 1 индуктивности, расположенную соосно с нагреват.елем и тиглем с возможностью Еозвратио-поступательиого перемещения относительно нагревателя 8, при этом подвеска 2 катушкм 1 кинекати чески связана с электро17риводом 4 и датчиком 3 положенгш , вход электропривода Д связан с выходом блока 5 управления приводом, вход ко торого соедин ен с вьтходом индикатора 7 положения фронта кристалльгзацнИ;, один из входов V ЭТОРОГО связан с ВЫ ходом датчика 3 положения катушки, а другой подключен через блок измереник э шктрических пап,лметров к катуткй 1 ИНДУ к тиз нести, .1 ил.

СОЮЗ СОВКТСНИК

СОЩ1АЛИСтичЕсйих

РЕСПУБЛИН (51)5 С 30 В 15 20

1.)П 4ОАИКЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВ ГОРЮ(ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУЛЛРСТБЕННЫй ИОЧИТЕТ СССР

ПО ДЕДАЧ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИИ,(21) 4126016/26 (22) 26.06,86 (46) 30.12. 91. Бюл. у (71) Институт кристаллографии им. Л.В. Шубникова (72) 3.Л. Лубе (53) 66.012.52(088,8) (56) Вильке К.Т. Выращивание кристаллов, JI. Недра, 1977, с. 281-292.

2. У..И. alter, Г.J. Bremer9

Н. Menzl 3ourn. of Crystal Gro 11, 1983, 63, 9 1„р. 171-173. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ фРОНТЛ КРИСТЛЛтИЗЛЦИИ (57) Изобретение относится к устройству определения положения фронта кристаплизайжл, используемому при кристаллизации кристаллов методами зонной плавки Бриджмена-Стокстаргера с целью упрощения контроля положения фронта кристаллиэа| ии. Устройство содержит нагреватель 8, тигель 9 с рас- > плавом <О и фронтом 11 кристаллизации, кристалл 12, подвеску 2 с катушкой

1 иидуктивности, расположенную соосно с нагревателем и тиглем с возможностью всэвратпо-поступательного перемещения относительно нагревателя 8, при этом подвеска 2 катушки 1 кинематически свпэача с электроприводом 4 H датчиком 3 положения катушки, вход электропривсда 4 связан с выходом блока 5 управления приводом, вход которого соедичен с вь ходом индикатора

7 положения фронта кристаллизации,, один иэ входов "оторого связан с Вч л

Ю кодом датчика з положения натужи. а дрязгой юдкличев яерез блок игиере-f (gg ния электрических параметров к катушке, пндуктивности, 1 ил.

1 1(01937 2

Изобретение относится к вырашианию монокрнсталлов из расплава и может использоваться в производстве

Моликристаллических и аморфных слитКов.

Цель изобретения — упрощение контроля положения фронта кристаллизации, На чертеже представлена схема устройства кристаллизации из распла а.

Устройство содержит катушку 1 инктивности, подвеску 2 катушки, датик 3 положения катушки, привод 4 атушки, блок 5 управления приводом, лок 6 измерения электрических параетров катушки, индикатор 7 положения ронта кристаллизации, нагреватель 8,,игель 9 с раснлавом 10 и фронтом 11 сристаллизации и кристалл 12.

Устройство работает следующим об аэом.

В исходном состоянии катушка 1 инуктивности, укрепленная на подвеске

2, находится вне полости нагревателя 8. В полость нагревателя 8 устанавливается тигель 9 с шихтой. После включения нагревателя в тигле образу» ,ется расплав. При создании темпера-. турного градиента (путем перемещения . тигля или его рхлаждения) иэ распла" ва 10 начинает расти кристалл 12, при этом фронт 11 кристаллизации

;перемещается вдоль оси тигля. С началом процесса кристаллизации блок

5 включает привод 4, который вводит катушку f в полость нагревателя 8 и подвигает ее вдоль оси тигля 9 с помощью подвески 2, являющейся связующим кинематическим звеном между приводом и катушкой и фиксирующей ее положение относительно оси тигля.

Координата катушки при этом измеря| ется датчиком 3 положения катушки, соединенным с входом индикатора 7 положения фронта кристаллизации. Во время движения катушки вдоль оси тиг" ля ее индуктивность и/или сопротивление непрерывно измеряются связанным с ней блоком 6 измерения электрических параметров. При пересечения катушкой О фронта 11 кристаллизации ее индуктивность и/или сопротивление меняются скачкообразно из" за различия в электропроводности расплава и кристалла, при этом на выходе блока 6 появляется сигнал, поступающий на второй вход индикатора 7. Этот сигнал фиксирует в индикаторе 7 текущее значение ко ординаты катушки, поступившее с датчика 3 положения катушки н качестве координаты фронта кристаллизации. В этот момент с выхода индикатора направляется сигнал на вход блока 5 управления приводом катушки, который реверсирует привод и возвращает каЭ тушку в исходное положение, после чего привод выключается до поступления очередного сигнала на проведение измерения. Для большинства процессов кристаллизации отношение времени пребывания катушки в полости нагревателя к паузе между изменениями менее 1:10.

При движении катушки сверху и пересечении ею границы расплава с газом ипи вакуумом также происходит скач-. кообразное изменение электрических параметров катушки. Этог сигнал может быть использован в качестве ,важной дополнительной информации о процессе — положении уровня расплава, что необходимо для модели управления процессом. Однако реверс движения катушки должен включаться, как было указано выше, после пересечения фронта кристаллизации„ т.е. после второго сигнала.

При движении. катушки снизу первый скачок ее параметров происходит при пересечении фронта кристаллизации.

Поэтому, если необходима информация об уровне расплава, катушка должна продвигаться дальше вверх до появления второго скачка и после э-ого реЪ версироваться.

В горизонтальном и вертикальном вариантах зонной плавки в зависимости от направления движения катушка вначале пересекает фронт кристаллизации, а затем границу плавления исходйого материала или наоборот ° При этом может быть получена информация не только о положении фронта кристаллизации, но и о длине зоны расплава и оставшемся i объеме исходного материала, что необходимо для модели управления процессом, Последовательность переключений привода катушки анало-, гична рассмотренным вьппе. формула изобретения

Устройство контроля положения фронта кристаллизации, содержащее электропривод .с блоком управления, индикатор положения фронта кристаллизации, о т л и ч а ю щ е е с я

1401937

Составитель В. Федоров

Техред A. Кравчук

Редактор Л. Курасова

Корректор Л. Пилипенко

Подписное

Заказ 4673/ДСП Тираж 246

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская- наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,.r. ужгород, ул. Проектная, 4 тем, что с целью упрощения контроля, оно дополйительно содержит подвеску с катушкой индуктивности, расположенную соосно с нагревателем и тиглем с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси нагревателя, блок измерения электрических параметров и датчик положения катушки, при этом: подвеска катушки кинематически связана с датчиком положения катушки и с электроприводом, один нз входов индикатора положе ния фронта крис таллизации подключен через блок измере5 ния электрических параметров к хатун ке, другой вход соединен с выходом датчика положения катушки, а выход с входом блока управления электро- приводом.