DE2142801C3 - Vorrichtung zum Ziehen eines kristallinen Körpers aus einem Schmelzfilm - Google Patents

Description

körpern aus α-Aluminiumoxid verwendeten Formen und Tiegel im allgemeinen entweder aus Molybdän oder Wolfram, von denen das eine wie das andere relativ aufwendig und schwer zu bearbeite,! ist. Dies gilt besonders dann, wenn die zur Formgebung dienenden Teile zur Herstellung von Rohrmaterial mit engen Toleranzen benutzt werden sollen, da in diesem Fall auch bei den Kapillaren und bei den filmtragenden Endflächen enge Toleranzen eingehalten werden müssen.

Die Erfindung hat demgemäß zur Aufgabe, eine einfacher herstellbare Vorrichtung zum Züchten von Kristallkörpern aus der Schmelze nach dem beschriebenen Verfahren zu schaffen.

Die Erfindung lest diese Aufgabe ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß erfindungsgemäß das Formgebungsteil aus mindestens zwei Teilstiicken mit sich zwischen ihnen erstreckender Kapillare gebildet wi;d, wobei die Kapillare durch sich gegenüberliegende Flächen der beiden Teilstücke begrenzt wird.

Falls rohrförmige Kristallkörper gezüchtet werden sollen, besteht das Formgebungsteil vorzugsweise aus zwei Zylindern, die so bemessen sind, daß sie unter Aussparung eines Kapillarhohlraums ineinandergeschoben werden können, und aus Hilfsmitteln, die mit den Zylindern einstückig ausgebildet oder auch gesondert vorgesehen sind und die dazu dienen, die Zylinder in einer in Bezug aufeinander konzentrischen Anordnung zu halten. Der gleiche, aus dem Tiegel und dem Einsatz bestehende Aufbau kann auch zur Aufnahme eines Formgebungsteils dienen, das zum Züchten von flachen, bandartigen Kristallkörpern vorgesehen ist, wobei auch dieses letztgenannte Formgebungsteil aus zwei Teilstücken besteht, die in der Weise miteinander verbunden sind, daß sie eine Kapillare bestimmen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine Explosionsansicht einer zum Züchten von rohrförmigen Kristallkörpern dienenden Vorrichtung, bestehend aus einem Tiegel, einem Tiegeleinsatz, einem Formgebungsteil und einer Strahlungsabschirmung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Aufbaus des Formgebungsteils der Fig. 1,

F i g. 3 eine E;iplosionsansicht der in F i g. 1 dargestellten Strahlungsabschirmung,

F i g. 4 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des Formgebungsteils zum Züchten rohrförmiger Kristallkörper,

F i g. 5 einen Vertikalschnitt einer dritter; Ausführungsform des Formgebungsteils zum Züchten rohrförmiger Kristallkörper,

F i g. 6 eine Teilansicht eines Formgebungsteils zum gleichzeitigen Züchten rohrförmiger Kristallkörper in perspektivischer Darstellung,

F i g. 7 einen Vertikalschnitt des Formgebungsteils der F i g. 6, das hier in einen Tiegel mit einem als Verschleißteil vorgesehenen Einsatz eingeführt ist,

F i g. 8 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Foringebungsteils zum Züchten von bandförmigen Kristallkörpern,

F i g. 9 eine Oberansicht der Vorrichtung der F i g. 8 und

F i g. 10 eine in einem giößeren Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung des Formgebungsteils der F i g. 8 in auseinandergezogener Anordnung.

Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, aus der hervorgeht, daß die dargestellte Vorrichtung einen Tiegel 2, einen Tiegeleinsatz 4, ein Formgebungsteil 6 und eine zur Strahlungsabschirmung dienende Anordnung 8 einbezieht. Der Tiegel 2 weist eine Bodenwandung 10 und eine zylindrische Seitenwandung 12 auf. In der Bodenwandung 10 ist eine Aussparung 14 vorgesehen, in die ein tragender Stab 16 aufgenommen ist, der zur Halterung des Tiegels innerhalb eines geeigneten Ofenraums dient. Der Tiegel 2 ist nach oben hin offen, und seine zylindrische Wandung 12 ist in der Weise mit einer Aussparung versehen, daß in einem kleinen Abstand vom oberen Ende des Tiegels eine ringförmige Schulter 18 gebildet wird. Der Einsatz 4 weist eine Bodenwandung 20 sowie eine Seitenwandung 22 auf und ist ebenfalls nach oben hin offen.

Das in Fig. 1 gezeigte Formgebungsteif eignet sich zum Züchten von rohrförmigen Kristallkörpern aus der Schmelze. Das Formgebungsteil 6 ist mit zwei zylindrischen Buchsen oder Hülsen 24 und 26 ausgebildet. Die Hülse 24 hat einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des inneren Rohrstücks oder der inneren Hülse 26, so daß zwischen diesen Hülsen ein in kapillare Größenordnungen fallender Abstand 25 verbleibt. Das Rohrstück 26 ist von dem Rohrstück 24 gesondert angeordnet und wird durch eine Vielzahl von Abstandselementen in Form von Drahtstücken oder -stäben, die in F i g. 1 nicht gezeigt sind, in F i g. 2 jedoch bei 29 erscheinen, in einer in bezug auf dieses konzentrischen Stellung festgehalten. Die Außenhülse 24 weist an ihrem unteren Ende einen Schlitz 30 oder vorzugsweise mehrere solcher Schlitze auf, wodurch das Einfließen der Schmelze in die Kapillare ermöglicht wird. Das obere Ende der Hülse 24 ist gegen die übrige Fläche abgesetzt, wie dies bei 34 gezeigt ist, so daß eine Schulter 36 gebildet wird, die als Anschlag für eine Platte 38 dient. Diese Platte 38 ist kreisrund und weist eine Mittelöffnung auf, die ein Aufschieben auf die Hülse 24 gestattet. Die Mittelöffnung in der Platte 38 ist so bemessen, daß die Platte 38 im Preßsitz auf die Hülse 24 aufgepaßt werden kann. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann die Platte 38 mit der Hülse 24 auch verpflockt sein. Der Außendurchmesser der Platte 38 ist so gewählt, daß sie in das obere Ende des Tiegels 2 eingepaßt werden kann, um dann auf der Schulter 18 aufzuliegen. IEs ist vorzugsweise eine solche Gesamtlänge der Rohrstucke 24 und 26 vorgesehen, daß die unteren Enden der Hülsen beim Aufliegen der Platte 38 auf die Schulter 18 gerade eben an der unteren Wandung 10 des Tiegels angreifen oder in einem geringen Abstand von dieser verbleiben. Erwünschtenfalls können die Hülsen 24 und 26 auch in einer solchen Länge ausgebildet sein, daß die Platte 38 zwar in die am oberen Ende des Tiegels vorgesehene Rille eingeführt werden kann, jedoch nicht auf der Schulter 18 aufliegt, wobei die Platte 38 dann als Zentriervorrichtung dient. Wenngleich dies nicht zwingend erforderlich ist, so ist die Platte 38 vorzugsweise mit einem Loch 42 ausgebildet, in das ein FüiiiOhr für die Zugabe von zusätzlichem Aufgabegut zu der Schmelze aufgenommen sein kann oder das dazu dienen kann, eine geeignete TemperaturnicLS-einrichtung in die Schmelze einzuführen.

Die StrahlunRsabschirmunß 8 ist nicht erfinduntis-

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wesentlich, dient jedoch einerseits zur Verringerung Raum 25 zwischen den beiden Hülsen als Kapillar

vom Wärmeverlusten infolge Abstrahlung und ande- wirken kann und einen Kapillaranstieg auszulösei

rerseits zur Gewährleistung eines flachen Temperatur- vermag, der hinreicht, um die Schmelze vom unterer

profile in der Horizontalen über den oberen End- Ende der Hülse bis zum oberen Ende des Kapillar

flächen der Hülsen 24 und 26. 5 hohlraumes aufsteigen zu lassen. Bei der Festlegunj

Aus F i g. 2 geht hervor, daß die Hülsen 24 und 26 des genauen Abstandsmaßes zwischen den beidei

mit flachen Endflächen 27 bzw. 28 ausgebildet sind, Hülsen geht man von der Oberflächenenergie de

die in einer gemeinsamen Ebene liegen und zusammen Materials der Schmelze aus, um eine entsprechendi

die obere Endfläche des Formgebungsteils 6 dar- Kapillarwirkung sicherzustellen. Für ein gegebene

stellen. Beim Zusammenbau des formgebenden Teils io Schmelzmaterial kann die Entfernung, über welch'

bedient man sich einer Anzahl von Drahtstäben 29, die Schmelze in einer Kapillare, wie beispielsweisi

deren Länge größer ist als die Gesamtlänge der beiden der Kapillare 25, anzusteigen vermag, oder die Spalt

ineinandergeschobenen Hülsen und die so umgebogen breite, die zwischen den Hülsen 24 und 26 vorgesehei

werden, daß die bei 44 gezeigten Hakenenden ent- sein muß, damit der ringförmige Raum 25 als eini

stehen. Die Hülse 24 ist in einer umgekehrten Stellung 15 Kapillare wirkt, die einen Kapillaranstieg bis zu eine

zu der in F i g. 2 gezeigten zu denken, und die Draht- vorbestimmten Höhe gestattet (beispielsweise bis zu

stäbe 29 werden so eingeführt, daß ihre Hakenenden 44 Höhe der Endflächen 27 und 28), näherungsweia

auf die untere Endfläche der Hülse aufzuliegen korn- aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:
men und an dieser angreifen. Hierauf wird die Hülse 26

durch das untere Ende der Hülse 24 in diese einge- ao ^ _ 2T(R₁ + R₂)

schoben. Der Durchmesser der Drainstäbe 29 ist so Dg(R₁₁ ² — /?,²)
gewählt, daß die Hülse 26 im Reibsatz festhaftet und

die Stäbe enganliegend gegen die Innenfläche der worin h die Höhe in Zentimetern bezeichnet, T di<

Hülse 24 drückt. Die Stäbe 29 sind in der gezeigten Oberflächenspannung in dyn/cm, D die Dichte de

Weise mehr oder weniger symmetrisch verteilt, so 25 Schmelze in g/cm³, R₁ den Außendurchmesser de

daß eine konzentrische Anordnung der beiden Hülsen Rohrstücks 26, R_z den Innendurchmesser des Rohr

gewährleistet ist, wobei die Stäbe in gleicher Höhe Stücks 24 und g die Gravitationskonstante in cm/sec

mit den Endflächen 27 und 28 oder kurz vor diesen Allgemein ist festzuhalten, daß durch Kapillarwirkunj

abschließen. Sind die beiden Hülsen dann mit den verhältnismäßig hohe und lange Materialsäulen au:

Drahtstäben zusammengebaut worden, so werden die 30 der Schmelze zuführbar sind. Beispielsweise kam

Hakenenden durch Abschleifen entfernt, so daß sich geschmolzenes Aluminiumoxid in einer langgestreck

die Drahtstäbe nun in gleicher Länge wie die Hülsen 24 ten Kapillare von kreisförmiger Querschnittsaiisbil

und 26 erstrecken. Dann wird die Platte 38 bis zum dung mit einem Durchmesser von 0,75 mm in eine

engen Anliegen gegen die Schulter 36 im Preßsitz langen Säule von mehr als 11 cm hochsteigen. Da¹

auf die Hülse 24 aufgepaßt. 35 Formgebungsteil und der diese enthaltende Tiege

Die Strahlungsabschirmung 8 besteht vorzugsweise können daher eine beträchtliche Höhe besitzen unc

aus mehreren Scheiben wie den bei 46, 48 und 50 ge- gleichwohl der gewünschte Kapillaransticg noch ge

zeigten. Die Scheibe 46 hat hierbei vorzugsweise eine währleistet sein. Die obere Endfläche des Form

etwas größere Stärke als die Scheiben 48 und 50. Die gebungsteils muß einerseits stets über dem Flüssig

Scheiben sind zu einem einheitlichen Aufbau zu- 40 keitsspiegel der in dem Tiegel befindlichen Schmelz«

sammengefaßt. In diesem Zusammenhang ist zu be- liegen, andererseits darf der Höhenunterschied zwi

merken, daß jede der Scheiben mit einer Anzahl von sehen dem Flüssigkeitsspiegel der Schmelze und diesel

Löchern 52 für die Aufnahme von Nieten 54 ausge- Fläche niemals größer werden als die Höhe, bis zu de

bildet ist. Die drei Scheiben sind durch kleine, ring- die Schmelze infolge der Kapillarwirkung hochsteiget

förmige Abstandselemente 56 voneinander getrennt. 45 kann. Als Beispiel sei angeführt, daß mit einer Vor

Der Innendurchmesser der Abstandselemente 56 ist richtung wie der in F i g. 1 gezeigten aus mono

gerade groß genug, damit die Nieten 54 hindurch- kristallinem «-Aluminiumoxid Rohrstücke mit einei

geführt werden können. Die Nieten werden an der Wandstärke von 0,08 cm hergestellt worden sind, wo

Unterseite der Scheibe 46 umgehämmert, um die bei mit einem Kapillarteil gearbeitet wurde, dessci

Scheiben miteinander zu einem einheitlichen Aufbau 50 beide Rohrstücke 24 und 26 eine Gesamtlänge voi

zu verbinden. Die Scheiben 46, 48 und 50 weisen je 4,2 cm aufwiesen, während sich der Außendurchmesse'

eine Mittelöffnung 58 auf, deren Größe eben hinreicht, des Rohrstücks 24 auf 0,96 cm und sein Innendurch

um die Scheiben auf das obere Ende der Hülse 24 auf- messer auf 0,90 cm beliefen, der Außendurchmesse

zupassen. Der Außendurchmesser der Scheiben 46, des Rohrstücks 26 dagegen auf 0,86 cm und seil

48 und 50 ist im wesentlichen der gleiche wie der des 55 Innendurchmesser auf 0,80 cm, so daß der Kapillar

Tiegels, so daß die Strahlungsabschirmung auf das spalt eine Breite von 0,02 cm hatte,

obere Tiegelende aufgelegt werden kann. Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung mit geson

Die Höhe des Einsatzes 22 ist so bemessen, daß dertem Tiegel und Einsatz kann der Einsatz 4 mi

sein oberer Rand 60 in gleicher Höhe mit der Schulter dünnerer Wandstärke als der Tiegel 12 ausgebilde

18 des Tiegels 2 oder vorzugsweise etwas unterhalb 60 sein, da der Tiegel die nötige Festigkeit verleiht. Bei

dieser abschließt. Die Hülsen 24 und 26 ragen so weit spielsweise kann ein Einsatz mit einer Wandstärki

über die Platte 38 hinaus nach oben, datJ sie noch von 0,025 cm in Verbindung mit einem Tiegel benutz

unterhalb des oberen Tiegelrandes 62 verbleiben und werden, dessen Seitenwand eine Stärke von 0,3 cm hat

in gleicher Höhe mit der unteren Scheibe 46 der Dies hat den Vorteil, daß der verhältnismäßig dünn

Strahlungsabschirmung 8 oder etwas unterhalb dieser 65 wandige Einsatz wesentlich billiger als der Tiegel 1'.

abschließen. herzustellen ist und daher nach ein- oder zweimalige

Der Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen 24 Benutzung ausgetauscht werden kann, während de

und 26 muli so ausgelegt sein, daß der ringförmige Tiegel 12 wegen seiner stabileren Ausbildung länge

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verwendet werden kann. Der Einsatz kann in einem jeden der Stäbe 29, so daß die Rippen 64 beim Ein-

Schleudergieß- oder Tiefziehverfahren hergestellt sein. schieben der Hülse 26/4 in die Hülse 24 im Preßsitz

Beim Formgebungsteil kann die Flächengröße ihrer an der Hülse 24 angreifen und die beiden Hülsen in

wirksamen Endfläche (bestehend aus den Endflächen einer konzentrischen Anordnung halten, wobei ein

27 und 28 der beiden Hülsen, mit dem Außendurch- 5 Zwischenraum 66 verbleibt, der so bemessen ist, daß

messer der Hülse 24 und dem Innendurchmesser der er als Kapillare wirkt. Die Hülse 26/f erfordert

Hülse 26) exakt festgelegt werden, wie ebenso fertigungsmäßig zwar einen etwas größeren Aufwand

auch der Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen, als die glatte Hülse 26, doch kann der Zusammenbau

durch den die Schmelze infolge der Kapillarwirkung leichter vonstatten gehen, da das Hantieren mit den

aufsteigt. Die Hülsen 24 und 26 können durch Fließ- io Drahtstäben 29 entfällt.

pressen und einfaches Ablängen hergestellt sein, wor- F i g. 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform auf die Schulter 36 durch maschinelle Bearbeitung der formgebenden Anordnung für die Züchtung rohrausgeformt wird. Erwünschtenfalls können die Hülsen förmiger Kristallkörper. In diesem Fall ist statt der 24 und 26 auch durch Abdrehen von Rohrmaterial Hülse 26 der F i g. 2 ein massiver Stab 26 ß vorgehergesteiit werden. Da die Hülsen 24 und 26 als ge- 15 sehen, der im Durchmesser dein Außendurchmesser sonderte Teile ausgebildet sind, kann die eine oder der Hülse 26 entspricht. Der Stab 26 B weist an seinem die andere der beiden Hülsen durch Rohrstücke von oberen Ende eine Mulde oder Vertiefung 68 auf, die unterschiedlichen Wandstärken ersetzt werden, wo- so bemessen ist, daß seine Endfläche 70 den gleichen durch also der Gesamtflächeninhalt und die inneren Innen- und Außendurchmesser hat wie die obere Endoder äußeren Abmessungen der Endfläche des Form- 20 fläche 28 der Hülse 26. Die Vertiefung der Mulde 68 gebungsteils oder beiderlei Abmessungen verändert ist mit geraden Seitenwandungen 72 ausgebildet, so werden. Somit ist die Möglichkeit gegeben, ein Form- daß ein auf die obere Endfläche der Formanordnung gebungsteil vorzusehen, dessen Innenrohr 26 eine klei- gelangter Film der Schmelze wegen der Oberflächennere oder größere Wandstärke hat als das Außen- spannung nicht in die Vertiefung überläuft. Obwohl rohr 24. Die Hülse 24 kann aber auch durch eine 35 der Stab 26.8 vorzugsweise mit Hilfe von Drahtandere Hülse ersetzt werden, die eine zylindrische stäben 29 wie den in F i g. 2 gezeigten in dem vorgelnnenfläche aufweist, jedoch in Verbindung mit einer sehenen Abstand von der Hülse 24 gehalten wird, so Außenfläche, die gewellt oder in Ersireckung in der braucht jedoch nicht betont zu werden, daß der Stab Längsrichtung mit Rippen versehen ist, so daß die 26ß natürlich aber auch mit Rippen ausgebildet sein filmtragende wirksame Endfläche des Formgebungs- 30 kann, wie sie in F i g. 4 bei 64 dargestellt sind, wobei teils eine kreisförmig geführte Innenkante und eine in diesem Fall auf die Drahtstäbe 29 verzichtet allgemein zwar ebenfalls kreisförmige Außenkante werden kann.

aufweist, die aber in einer Weilung verläuft oder mit Eine weitere Abänderungsmöglichkeit besteht darin,

rippenartigen Vorsprüngen ausgebildet ist. Auch die daß zusätzliche Organe vorgesehen sein können,

Hülse 26 kann durch eine andere Hülse ersetzt sein, 35 um die inneren und äußeren konzentrischen Teile der

die eine zylindrische Außenfläche aufweist, mit der sie oben beschriebenen Formgebungsanordnungen so

gegen die Drahtstäbe 29 anliegt, und eine Innenfläche, miteinander zu verbinden, daß sie sich in der Längs-

die gewellt oder in Erstreckung in der Längsrichtung richtung nicht gegeneinander verschieben können,

mit Rippen versehen ist, wobei die Endfläche des Diese zusätzlichen Organe bestehen vorzugsweise aus

Formgebungsteils in diesem Fall mit einer zylindri- 40 einem oder mehreren Querstiften 73 (s. F i g. 1),

sehen Außenkante und mit einer allgemein kreisför- die sich diametrisch durch die beiden Hülsen 2-1 und 26

migen, jedoch gewellten oder mit rippenartigen Vor- hindurcherstrecken.

Sprüngen versehenen Innenkante ausgebildet ist. Es Es ist auch zu beachten, daß die Platte 38 mehr ist aber auch möglich, die Hülse 26 beispielsweise als nur ein Formgebungsteil tragen kann. Sollen gegen eine Hülse auszutauschen, die eine kreisförmig « gleichzeitig mehrere Kristallkörper gezüchtet werden, geführte oder zylindrische Außenfläche und eine so ist vorgesehen, die Platte 38 in einer solchen Größe quadratisch oder rechteckig geführte Innenfläche auf- auszubilden, daß sie zur Aufnahme einer Vielzahl weist. Mit anderen Worten, die Hülse 26 könnte eine von Formgebungsteilen dienen kann. In F i g. 6 ist Achsbohrung aufweisen, die im Querschnitt recht- eine Platte 38/1 dargestellt, die mehrere Formgebungseckig oder quadratisch statt, wie gezeigt, kreisförmig 50 teile 76 trägt, die vorzugsweise den in F i g. 1 und 2 ist. In entsprechender Weise könnte auch statt der gezeigten Aufbau haben. Außerdem kann die Platte Hülse 24 eine Hülse vorgesehen sein, die eine 38/4 ein Röhrchen 78 tragen, das als Füllrohr dient, zylindrische Innenfläche und eine Außenfläche mit Wie aus F i g. 7 hervorgeht, ist die Anordnung dei einer quadratischen, dreieckförmigen oder recht- F i g. 6 in einen Tiegel einmontiert, der einen größeeckigen Querschnittsausbildung hat. Ferner können 55 ren Querschnitt hat als der in F i g. 1 gezeigte. Diesel auch beide Hülsen 24 und 26 einen nichtkreisförmigen Tiegel IA enthält einen Einsatz 4A, der dem weitei Querschnitt haben, sofern nur die Möglichkeit ge- oben beschriebenen Einsatz 4 ähnlich ist. Die Platt« wahrt bleibt, sie unter Zuhilfenahme der Drahtstäbe 29 38 Λ paßt in den Tiegel 2 A hinein und liegt auf einei in die vorgesehene Anordnung mit dem richtigen ringförmigen Schulter ISA auf, die der Schulter 18 Abstand zu bringen. 60 in F i g. 1 entspricht. Die einzelnen Formgebungs-F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform teile 76 erstrecken sich fast bis zur Bodenfläche dei der formgebenden Anordnung der F i g. 1. In F i g. 4 Einsatzes AA nach unten. Das Füllrohr 78 erstreck! ist statt der Hülse 26 eine Hülse 26 Λ vorgesehen, die sich in dem Tiegel weit genug nach unten, so daß di< eine zylindrische Außenfläche aufweist, die mit einer in dem Tiegel befindliche Schmelze beim Einfüllei Anzahl von mehr oder weniger gleichmäßig ver- 65 von zusätzlichem Aufgabegut in fester oder in flüssi teilten, sich in der Längsrichtung erstreckenden ger Form nicht unnötig aufgerührt wird. Naiürlicl Rippen 64 versehen ist. Die Rippen 64 entsprechen kann die Platte 38Λ auch mehr als drei Form in der radialen Abmessung dem Durchmesser eines gebungsteile tragen, wobei die tatsächlich vorgesehen!

Zahl von der Größe der Platte 38 Λ und von der Größe des Tiegels 2,4 mit seinem Einsatz 4A sowie von der Ofenleistung beim Ziehen der gewünschten Zahl von Kristall körpern abhängt.

In F i g. 8, 9 und 10 ist eine abgeänderte Ausführungsform des formgebenden Teils gezeigt, wie sie zum Züchten von bandartigen Kristallkörpern verwendet wird. Wie aus F i g. 8 zu entnehmen ist, weist das zum Züchten von bandartigen Kristallkörpern benutzte Formgebungsteil eine Platte 38 B auf, die der Platte 38 ähnlich ist, im Unterschied zu dieser in der Mitte jedoch mit einer rechteckigen öffnung 82 versehen ist. Die Platte 38B trägt ein aus zwei Teilstücken 84 und 86 bestehendes Formgebungsteil. Wie aus F i g. 10 hervorgeht, sind die beiden Teilstücke 84 und 86 aus rechteckigem Material gefertigt. Beide Teilstücke sind an ihren unteren Enden mit Längsschlitzen 88 ausgebildet, die ein Einfließen der Schmelze in die nachstehend beschriebene Kapillare gestatten. An ihren oberen Enden sind die beiden Teilstücke in der Weise abgesetzt, daß außenseitige Schultern 90 gebildet werden, die als Anschläge für die Platte 38B fungieren. Beide Teilstücke sind zueinander passend ausgebildet, und die Platte 38 θ wird im Preßsitz darauf aufgeschoben, um sie so zu einer stabilen Einheit zusammenzufassen. Das Teilstück 84 weist eine flache Innenfläche 92 auf. Das Teilstück 86 ist demgegenüber an seiner Innenfläche in der gezeigten Weise mit einer sich in der Längsrichtung erstreckenden Auskehlung 94 von rechteckiger Querschnittsform ausgebildet. Die Auskehlung 94 ist so geformt, daß sie nach dem Zusammenfügen der beiden Teilstücke 84 und 86 als Kapillare dienen kann. Die Breite der Auskehlung, d. h. in der Darstellung der F i g. 9 die Vertikalabmessung, braucht sich nicht in kapillaren Größenordnungen zu halten, sondern kann wesentlich größer sein, und es kann eine Breitenerstreckung der Auskehlung bis in die unmittelbare Nähe der kleinen Seitenflächen des Teilstücks 86 vorgesehen sein. Natürlich braucht die Auskehlung 94 auch nicht in jedem Fall die gezeigte

S rechteckige Form zu haben, sondern sie könnte beispielsweise auch eine halbrunde Querschnittsform aufweisen. Weiterhin kann in dem Teilstück 86 oder erwünschtenfalls auch in dem Teilstück 84 mehr als eine Auskehlung vorgesehen sein. Die Teilstücke 84

ίο und 86 sind durch eine Vielzahl von Nieten 95 fest miteinander verbunden, die sich durch geeignete Öffnungen 96 hindurcherstrecken, die in den beiden Teilstücken vorgesehen sind. Das obere Ende des aus den beiden Teilstücken 84 und 86 bestehenden Formgebungsteiis ersireckt sich über die Platte 38S hinaus nach oben. Die oberen Endflächen 97 und 98 der beiden Teilstücke schließen in gleicher Höhe ab und enden in rechtwinkligen Kanten. Gemeinsam stellen die oberen Endflächen 97 und 98 eine rechteckige

ao Endfläche des Formgebungsteils dar, wobei diese rechteckige Endfläche von einer durch die Kapillare 94 gebildeten Öffnung durchbrochen ist. Das Formgebungsteil kann daher zum Züchten eines monokristallinen Körpers in Form eines Bandes von recht-

»5 eckigem Querschnitt dienen.

Die Tiegel, Tiegeleinsätze und Formgebungsteile können je nach der Zusammensetzung der Schmelze aus verschiedenem Material hergestellt sein. Beispielsweise können zur Herstellung von Kristallkörpern aus Aluminiumoxid die erwähnten Bauteile vorzugsweise aus Molybdän, Wolfram oder Iridium bestehen.

Die Platten 38 können so bemessen sein, daß sie nur auf den Tiegeleinsätzen aufruhen, so daß die Tiegel in diesem Fall dann keine Schulter nach Art der in F i g. 1 bei 18 dargestellten Schulter aufzuweisen brauchen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 Patentansprüche: ^- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte

1. Vorrichtung zum Ziehen eines kristallinen (38) auf einer durch den Tiegel (2) oder durch

Körpers aus einem Schmelzfilm, der die obere, den Tiegeleinsatz (4) gebildeten Schulter (18, 60)

die Querschnittskonfiguration des gezogenen 5 ruht.

Kristallkörpers bestimmende Stirnfläche minde- 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

stens eines Formgebungsteils bedeckt und von Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei oder mehr

einer Vorratsschmelze durch eine im Formge- Formgebungsteile (6), die zueinander parallel mit

bungsteil verlaufende Kapillare, deren eines Ende der Platte (38) verbunden sind,

mit der Vorratsschmelze am unteren Ende des io
Formgebungsteils in Verbindung steht und deren

anderes Ende in der Endoberfläche mündet, lau-

fend ergänzt wird, wobei das Formgebungsteil
bzw. die Formgebungsteile an einer Platte befestigt

sind, dadurch gekennzeichnet, daß das 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Formgebungsteil (6) aus mindestens zwei Teil- zum Ziehen eines kristallinen Körpers aus einem

stücken (24, 26) mit sich zwischen ihnen erstrek- Schmelzfilm, der die obere, die Querschnittskonfi-

kender Kapillare (25) gebildet wird, wobei die guration des gezogenen Kristallkörpers bestimmende

Kapillare (25) durch sich gegenüberliegende Flä- Stirnfläche mindestens eines Formgebungsteils be-

chen der beiden Teilstücke (24,26) begrenzt wird. *> deckt und von einer Vorratsschmelze durch eine im

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Formgebungsteil verlaufende Kapillare, deren eines kennzeichnet, daß eines der beiden Teilstücke (24, Ende mit der Vorratsschmelze am unteren Ende des 26) die Kapillare (25) durch eine Auskehlung (94) Formgebungsteils in Verbindung steht und deren begrenzt. anderes Ende in der Endoberfläche mündet, laufend

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- as ergänzt wird, wobei das Formgebungsteil bzw. die kennzeichnet, daß die Teilstücke (24, 26) konzen- Formgebungsteile an einer Platte befestigt sind. Eine trisch angeordnet sind und das innere Teilstück solche Vorrichtung ist in der DE-AS 19 35 372 vorals Rohr (26) oder massiver Stab (26 B) ausge- geschlagen.

bildet ist. Hierbei ist für die Gestalt des erzeugten Kristall-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- 30 körpers die Kanten- oder Randform der Endfläche kennzeichnet, daß die beiden Teilstücke (24, 26) eines Formgebungsteils bestimmend.

rohrförmig ausgebildet sind. Auch eine komplizierte Formgebung wird ermög-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden licht. Es kommt zum Wachstum an einem Keim aus Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwi- einem Schmelzfilm des Aufgabeguts, der zwischen sehen den Teilstücken (24, 26) zusätzlich Ab- 35 Keim und Endfläche der Form vorhanden ist, wobei Standselemente (29) vorgesehen sind. die Schmelze auf Grund der Kapillaranstiegswirkung

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- durch eine oder in mehrere Kapillaren in der Form kennzeichnet, daß es sich bei den Abstandsele- ständig aus einem Vorrat des geschmolzenen, in menten um eine Vielzahl von Drähten (29) handelt, einem Tiegel enthaltenen Aufgabegui ergänzt wird, die an den beiden Teilstücken (24, 26) eng anliegen. 40 Der Film breitet sich in der Gesamterstreckung der

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- Endfläche der Form bis zu jener Randkante aus, die kennzeichnet, daß die Abstandselemente (29) als durch Überschneidung mit der Seitenfläche oder Rippen (64) auf einem der Teilstücke (24, 26) aus- mit den Seitenflächen gebildet wird. Der Schnittgebildet sind. winkel der genannten Formflächen ist unter Berück-

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 45 sichtigung des Kontaktwinkels des Films so gewählt, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das daß die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ein Formgebungsteil (6) von der Platte (38) getragen Hinauslaufen über die Kante der Formendfläche verwird, hindert. In dem Kristallkörper kann auch ein durch-

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden gehendes Loch erzeugt werden, indem man in dieser Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusatz- 50 Fläche eine entsprechende öffnung oder Aussparung lieh ein Tiegel (2) und ein Tiegeleinsatz (4) vor- vorsieht, wobei jedoch die öffnung in der Formfläche gesehen sind, die jeweils nach oben hin offen sind eine hinreichende Größe haben muß, um ein durch und jeweils eine Bodenwandung (10, 20) und die Oberflächenspannung bewirktes Zusammenfließen eine Seitenwandung (12, 22) aufweisen, wobei der des Films über der Öffnung zu verhindern. Es können Tiegeleinsatz (4) in auswechselbarer Anordnung 55 einkristalline wie auch polycristalline Körper aus in den Tiegel (2) eingesetzt ist, wobei das Form- Stoffen verschiedener Art in unterschiedlicher Quergebungsteil (6) innerhalb des Tiegeleinsatzes (4) an- schnittsausbildung und in unterschiedlichen Größen geordnet isi und die Platte (38) von dem Tiegel (2) gezüchtet werden, so z. B. in Form massiver Rundoder von dem Tiegeleinsaiz (4) getragen wird und stäbe, in Form rechteckiger Bänder und Platten und wobei das nach unten in den Tiegeleinsatz (4) 60 in Form zylindrischer Rohre, z. C. aus Aluminiumhi nein ragende Formgebungsteil (6) sich mit dem oxid, Spinell, Chrysoberyll und Bariumtitanat. Tiegel entgegengesetzten Ende der Kapillare (25) nahe und Formgebungsteil müssen aus einer Masse bedem unteren linde des Tiegels (2) in den Innen- stehen, die den Arbeitstemperaturen standhält und raum des Tie.ueleinsat7.es (4) öffnet. keine Reaktion mit der Schmelze eingeht. Damit

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 65 kommt nur eine begrenzte Zahl von Metallen und Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallegierungen in Betracht, die entweder kostllache Endfläche (27, 28) des Formgebungsteils (6) spielig und/oder schwer *.u bearbeiten sind. So beoberhalb der Platte (38) erstreckt. stehen die beispielsweise zum Züchten von Kristall-