Капиллярное формообразование

Капиллярное формообразование — метод Степанова [c.99]

Впервые попытки исследователей совместить формообразование с процессом кристаллизации увенчались успехом при использовании А. В. Степановым метода Чохральского [97]. Данный метод основан на использовании капиллярных сил, поскольку с их помощью формируется столбик расплава на поверхности формообразователя. Метод капиллярного формообразования получил широкое распространение не только при выращивании профилированных металлических монокристаллов и полупроводников, но и при выращивании диэлектрических монокристаллов, в частности, лейкосапфира. [c.99]

Рис. 65. Варианты капиллярного формообразования ограниченное условие смачивания (а) граничные условия зацепления за внутренние (б, г) и внешние (д) кромки нри давлении Р > О (б) и Р < О (г, д) комбинация граничных условий смачивания и зацепления (в, г) [101]

Согласно рис. 67 а, б, наряду с условием равенства углов ф = фо ш. фронте роста для стабильности процесса первостепенное значение имеет способ ограничения края мениска (второе граничное условие). Именно это граничное условие, как отмечалось выше, отличает метод Чохральского от метода Степанова. В том случае, если имеет место еще и смачивание расплавом формообразователя, то возникает возможность изолировать поверхность роста от основной массы расплава (рис. 68) и тем самым лучше контролировать постоянство сечения монокристалла. Этот способ, получивший название способа капиллярного формообразования (или способа ЕГО [101]), превратился в широко распространенную промышленную технологию выращивания профилированных монокристаллов лейкосапфира. При этом в качестве материала для формообразователя используется молибден. [c.102]

Некоторые закономерности капиллярного формообразования при выращивании стержней круглого сечения представлены в таблице. Там же для сравнения приведены параметры кристаллизации по методу Чохральского. [c.74]

К настоящему времени рассмотрены некоторые вопросы теории способа, относящиеся к капиллярному формообразованию, условиям охлаждения, легированию [10, 12, 20]. Разработан и создан ряд установок, пригодных для выращивания монокристаллов некоторых веществ определенной формы, в том числе в условиях непрерывного процесса [11, 12, 16, 21]. Проведено предварительное изучение свойств полученных монокристаллов [11, 12, 16, 22]. Разработаны теория и приемы измерения электрических характеристик монокристаллических образцов различной формы [12, 16, 22]. Оп- [c.77]

Описывается способ, основанный на капиллярном формообразовании с использованием формообразующих устройств. Формообразующее устройство — это инструмент нового вида, впервые предложенный Степановым, позволяющий контролировать процесс кристаллизации. [c.401]

Одна из важнейших задач в разработке научных основ управляемых процессов кристаллизации по Степанову — изучение процессов капиллярного формообразования. Параметры столба расплава, находящегося между формообразователем и фронтом кристаллизации, можно описать уравнением Лапласа. Проведен- [c.3]

Изложению теории капиллярного формообразования с учетом тепловых условий кристаллизации и ее экспериментальной проверке посвящена глава 2. Следует отметить, что анализ решений уравнения Лапласа для столбов расплава различной кривизны при разных условиях вытягивания и, особенно, учет тепловых условий потребовали привлечения довольно сложного математического аппарата. Последнее затрудняет чтение 9—19 главы 2 для экспериментаторов и технологов. Для более легкого понимания отдельные вопросы капиллярного формообразования затрагиваются также в 3—5 главы 4 и 1 главы 5. [c.4]

Рис. 1. Схема капиллярного формообразования в способе Степанова.

Общее описание способа капиллярного формообразования [c.22]

Исследование капиллярного формообразования проведем при следующих допущениях. Пренебрегаем движением расплава в мениске и зависимостью поверхностного натяжения расплава от температуры или концентрации примесей. Вклад этих эффектов в процесс формообразования будет учтен в дальнейшем. [c.26]

Рис. 3. Различные типы граничных условий, задаваемых формообразователем , для краевой задачи капиллярного формообразования.

Рис. 6. Граничное условие краевой задачи капиллярного формообразования

Во всех рассмотренных случаях капиллярного формообразования Акк <С О- Поэтому в соответствии с (2. 4) в системе имеется взаимная стабилизация параметров ARh AhR < 0. [c.50]

Итак, основными факторами, влияющими на устойчивость системы, являются выбор граничных режимов капиллярного формообразования, а также равновесные значения размеров кристалла и положение фронта кристаллизации при выращивании. [c.55]

Экспериментальная проверка некоторых положений теории капиллярного формообразования [c.60]

Приведем некоторы экспериментальные данные, полученные в Институте физики твердого тела АН СССР, для подтверждения развиваемых здесь соображений о схеме капиллярного формообразования [87]. [c.60]

В основу промышленной технологии выращивания профилированных монокристаллов положены теория капиллярного формообразования и аппаратурно-технологические принципы, подробно представленные в предыдущих главах. [c.149]

Остановимся на особенностях капиллярного формообразования при промышленном производстве лент из германия, не отраженных в главе 2. [c.150]

Выше было отмечено, что для гладких форм (круг, овал, трубка) слабая огранка кристаллов и высокая точность формообразования достигаются некоторым перегревом расплава, т. е. преобладанием эффекта капиллярного формообразования. [c.170]

Рассматриваемый способ, строго говоря, не основывается на капиллярном формообразовании, однако его можно отнести к способу Степанова. Описываемый вариант способа формообразования имеет следующие преимущества 1) возможность получения кристаллов переменного поперечного сечения по длине 2) возможность получения крупногабаритных монокристаллов 3) возможность получения равномерного распределения примесей и структурных дефектов. [c.172]

Форма столба расплава задается его профильной кривой. Формы про-филышх кривых и вопросы капиллярного формообразования рассмотрены в работах [11, 12, 16—18]. Следует обратить внимание на возможность получения столбов расплава цилиндрической формы или близкой к ней. В этом случае даже при значительном смещении положения фронта кристаллизации, вызванном, например, нарушением постоянства температурных условий, диаметр выращиваемого кристалла будет оставаться почти неизменным, что существенно для конечной цели — получения кристалла определенной геометрической формы. Имеет значение также возможность поднятия высоты столба расплава для случая выращивания кристаллов малых размеров. [c.73]

Дополнительное подтверждение универсальности описанного способа кристаллизации содержится в статьях и в докладе Чалмерса, Ла Белле и Млавского [25—31] на П1 Международной конференции по росту кристаллов. В нем сообщалось, что американская фирма TJ O успешно применила наши идеи и способ выращивания монокристаллов с использованием формообразующего устройства и капиллярного формообразования для получения кристал- [c.77]

Развита теория капиллярного формообразования материала в расплавленном состоянии. Она позволяет проанализировать типы профильных кривых столбов расплава разных материалов в зависимости от гидростатического давления, размера затравки и формообразователя, угла роста данного вещества. Совместное решение уравнений капиллярности и теплопроводности обеспечивает определение параметров кристаллизации, при которых наблюдается самостабилизированный устойчивый рост профилированных кристаллов постоянного поперечного сечения. Однако эта теория развита в изотропном приближении. Она наиболее применима для рассмотрения процесса выращивания поликристаллических изделий. Необходимо совершенствование теории с учетом анизотропии угла смачивания кристалла расплавом и его теплофизических характеристик. [c.253]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология