![BY 6573 U 2010.10.30
2
трических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристал-
лов, имеющих слоистую, периодическую структуру.
Известно устройство для выращивания слоистых монокристаллов из расплавов (рас-
творов) методом последовательного наращивания кристаллических слоев на затравку.
Устройство содержит электрическую печь с двумя самостоятельно регулируемыми нагре-
вателями и механизм для погружения кристалла в расплав и выдержки его в зоне кристал-
лизации. Этот механизм представляет собой эксцентрик, закрепленный на оси редуктора.
Вращаясь, эксцентрик сообщает возвратно-поступательное движение штоку, на котором
закреплен кристалл-затравка. Наращивание слоев производят кратковременным погруже-
нием затравки в перегретый расплав (раствор) с последующим переносом ее в зону кри-
сталлизации, в которой затравку выдерживают столько времени, сколько необходимо для
полной кристаллизации жидкого слоя. В случае кристаллизации из раствора продолжи-
тельность выдержки должна быть достаточной для улетучивания растворителя [1].
Применение указанного устройства для выращивания кристаллов из водных растворов
не позволяет получить качественные периодические структуры, так как здесь не соблюда-
ется постоянство температурного режима роста и пересыщения растворов, поскольку рост
идет за счет неконтролируемого испарения растворителя.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство
для выращивания кристаллов, содержащее термостат, сосуд с кристаллизующейся жидко-
стью, систему программного управления и кристаллодержатель [2].
Указанное устройство обеспечивает выращивание качественных кристаллов из рас-
творов методом изменения температуры.
Существенным недостатком этого устройства является то, что оно в силу присущих
ему конструктивных особенностей обладает ограниченной областью применения, так как
не позволяет получить кристаллы со слоистой, периодической структурой.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является со-
здание устройства, обладающего расширенной областью применения и обеспечивающего
возможность выращивания из раствора кристаллов со слоистой, периодической структурой.
Поставленная техническая задача решается тем, что при использовании существенных
признаков известного устройства для выращивания кристаллов, которое содержит термо-
стат, сосуд с кристаллизующейся жидкостью, систему программного управления и кри-
сталлодержатель, в соответствии с полезной моделью, оно дополнительно включает
механизм погружения кристаллодержателя с прикрепленным к нему кристаллом в раствор
и перемещения кристаллодержателя по кругу в горизонтальной плоскости, а сосуд с кри-
сталлизующейся жидкостью выполнен в виде емкости, разделенной перегородками на че-
тыре отдельных секции, попарно заполненные различной по составу кристаллизующейся
жидкостью. Программное управление обеспечивает движение кристаллодержателя по
определенному алгоритму.
Сущность полезной модели поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 пред-
ставлена схема устройства для выращивания кристаллов, имеющих слоистую, периодиче-
скую структуру, а на фиг. 2 - схема механизма, обеспечивающего движение
кристаллодержателя по заданной траектории.
Устройство для выращивания кристаллов, имеющих слоистую, периодическую струк-
туру (см. фиг. 1), содержит сосуд (1) с кристаллизуемой жидкостью, разделенный перего-
родками (2) на четыре секции, причем секции (1.a) и (1.d) заполнены кристаллизующейся
жидкостью одного состава, а (1.b) и (1.c) другого; кристаллодержатель (3) с затравочным
кристаллом; термостат(4), механизм (5), обеспечивающий погружение кристаллодержате-
ля с прикрепленным к нему кристаллом в раствор, а также перемещение кристаллодержа-
теля по кругу в горизонтальной плоскости и систему программного управления (6),
посредством которой обеспечивается движение кристаллодержателя по определенному
алгоритму.](https://image.slidesharecdn.com/6573-151010200446-lva1-app6892/85/-2-320.jpg)
More Related Content
What's hot (20)
Viewers also liked (20)
More from Иван Иванов (20)
Патент на полезную модель Республики Беларусь
- 1. ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (12) РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (19) BY (11) 6573 (13) U (46) 2010.10.30 (51) МПК (2009) C 30B 7/00 C 30B 35/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ (21) Номер заявки: u 20100178 (22) 2010.02.25 (71) Заявитель: Государственное науч- ное учреждение "Институт техни- ческой акустики Национальной академии наук Беларуси" (BY) (72) Авторы: Мозжаров Сергей Евгеньевич; Шут Виктор Николаевич; Кашевич Ирина Федоровна (BY) (73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Институт техни- ческой акустики Национальной акаде- мии наук Беларуси" (BY) (57) Устройство для выращивания кристаллов, содержащее термостат, сосуд с кристалли- зующейся жидкостью, систему программного управления и кристаллодержатель, отли- чающееся тем, что оно дополнительно включает механизм погружения кристаллодер- жателя с прикрепленным к нему кристаллом в раствор и перемещения кристалло- держателя по кругу в горизонтальной плоскости, а сосуд с кристаллизующейся жидкостью выполнен в виде емкости, разделенной перегородками на четыре отдельных секции, попарно заполненные различной по составу кристаллизующейся жидкостью. (56) 1. А.с. СССР 163158, МПК B 01d, опубл. 22.06.1964. 2. Патент РБ 5048, МПК (2006) C 30B 7/00, C 30B 35/00, опубл. 28.02.2009. Фиг. 1 Полезная модель относится к области выращивания кристаллов из растворов, в част- ности к устройствам их получения, и может быть использована для получения пьезоэлек- BY6573U2010.10.30
- 2. BY 6573 U 2010.10.30 2 трических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристал- лов, имеющих слоистую, периодическую структуру. Известно устройство для выращивания слоистых монокристаллов из расплавов (рас- творов) методом последовательного наращивания кристаллических слоев на затравку. Устройство содержит электрическую печь с двумя самостоятельно регулируемыми нагре- вателями и механизм для погружения кристалла в расплав и выдержки его в зоне кристал- лизации. Этот механизм представляет собой эксцентрик, закрепленный на оси редуктора. Вращаясь, эксцентрик сообщает возвратно-поступательное движение штоку, на котором закреплен кристалл-затравка. Наращивание слоев производят кратковременным погруже- нием затравки в перегретый расплав (раствор) с последующим переносом ее в зону кри- сталлизации, в которой затравку выдерживают столько времени, сколько необходимо для полной кристаллизации жидкого слоя. В случае кристаллизации из раствора продолжи- тельность выдержки должна быть достаточной для улетучивания растворителя [1]. Применение указанного устройства для выращивания кристаллов из водных растворов не позволяет получить качественные периодические структуры, так как здесь не соблюда- ется постоянство температурного режима роста и пересыщения растворов, поскольку рост идет за счет неконтролируемого испарения растворителя. Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является устройство для выращивания кристаллов, содержащее термостат, сосуд с кристаллизующейся жидко- стью, систему программного управления и кристаллодержатель [2]. Указанное устройство обеспечивает выращивание качественных кристаллов из рас- творов методом изменения температуры. Существенным недостатком этого устройства является то, что оно в силу присущих ему конструктивных особенностей обладает ограниченной областью применения, так как не позволяет получить кристаллы со слоистой, периодической структурой. Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является со- здание устройства, обладающего расширенной областью применения и обеспечивающего возможность выращивания из раствора кристаллов со слоистой, периодической структурой. Поставленная техническая задача решается тем, что при использовании существенных признаков известного устройства для выращивания кристаллов, которое содержит термо- стат, сосуд с кристаллизующейся жидкостью, систему программного управления и кри- сталлодержатель, в соответствии с полезной моделью, оно дополнительно включает механизм погружения кристаллодержателя с прикрепленным к нему кристаллом в раствор и перемещения кристаллодержателя по кругу в горизонтальной плоскости, а сосуд с кри- сталлизующейся жидкостью выполнен в виде емкости, разделенной перегородками на че- тыре отдельных секции, попарно заполненные различной по составу кристаллизующейся жидкостью. Программное управление обеспечивает движение кристаллодержателя по определенному алгоритму. Сущность полезной модели поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 пред- ставлена схема устройства для выращивания кристаллов, имеющих слоистую, периодиче- скую структуру, а на фиг. 2 - схема механизма, обеспечивающего движение кристаллодержателя по заданной траектории. Устройство для выращивания кристаллов, имеющих слоистую, периодическую струк- туру (см. фиг. 1), содержит сосуд (1) с кристаллизуемой жидкостью, разделенный перего- родками (2) на четыре секции, причем секции (1.a) и (1.d) заполнены кристаллизующейся жидкостью одного состава, а (1.b) и (1.c) другого; кристаллодержатель (3) с затравочным кристаллом; термостат(4), механизм (5), обеспечивающий погружение кристаллодержате- ля с прикрепленным к нему кристаллом в раствор, а также перемещение кристаллодержа- теля по кругу в горизонтальной плоскости и систему программного управления (6), посредством которой обеспечивается движение кристаллодержателя по определенному алгоритму.
- 3. BY 6573 U 2010.10.30 3 Механизм для перемещения кристаллодержателя (фиг. 2) содержит два программно- управляемых электродвигателя (7, 8). Двигатель (7) посредством системы винт-гайка пе- ремещает шток (9), который, упираясь в одно плечо рычага (10), обеспечивает подъем и опускание шарнирно закрепленного на другом конце рычага кристаллодержателя (11) с кристаллом (12). Двигатель (8) вращает корпус (13), в котором закреплен рычаг (10), и тем самым обеспечивает поворот кристаллодержателя. Включение двигателей осуществляется программным управлением. Приведенные выше конструктивные особенности устройства, как показано ниже при описании его работы при выращивании кристаллов, имеющих слоистую, периодическую структуру, позволяют, в отличие от прототипа, обеспечить достижение поставленной тех- нической цели. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В секцию (1.a) сосуда (1) (фиг. 1) помещают кристаллодержатель (3) с затравочным кристаллом, заполняют секции (1.a) и (1.d) сосуда (1) кристаллизуемой жидкостью одного состава, а секции (1.b) и (1.c) сосуда (1) кристаллизуемой жидкостью другого состава так, чтобы уровень жидкости был ниже перегородки (2). После заполнения создают условия переохлаждения (пересыщения) кристаллизуемой жидкости, регулируя температуру термостата (5). Затем включают си- стему программного управления (6) механизма перемещения кристаллодержателя (5). Рост кристалла осуществляется в секциях (1.a) и (1.c) сосуда (1). Программное управление обеспечивает выдержку кристалла в этих секциях для наращивания слоя определенной толщины. В секциях (1.b) и (1.d) сосуда (1) осуществляется промывка кристалла кристал- лизующейся жидкостью того состава, в котором затем будет проводиться наращивание слоя. В целом алгоритм работы программного управления следующий: выдержка кри- сталла в кристаллизующейся жидкости - подъем кристалла - поворот на 90 градусов по часовой стрелке - опускание кристалла в жидкость - подъем кристалла - поворот на 90 градусов по часовой стрелке - опускание кристалла в жидкость и снова выдержка кри- сталла в кристаллизующейся жидкости другого состава. С помощью заявляемого устройства выращивался кристалл триглицинсульфата (TGS). В качестве кристаллизуемой жидкости одного состава использовался раствор TGS, а в ка- честве кристаллизуемой жидкости второго состава - раствор TGS и хромовокалиевых квасцов (концентрация хромовокалиевых квасцов - 50 г на 100 мл раствора TGS). В ре- зультате получен кристалл TGS с качественной периодической структурой. Предложенная конструкция устройства может быть использована для выращивания пьезоэлектрических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристаллов, имеющих слоистую, периодическую структуру из растворов. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.