Устройство для выращивания кристаллов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шут Виктор Николаевич Мозжаров Сергей Евгеньевич Кашевич Ирина Федоровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для выращивания кристаллов, содержащее кристаллизационный сосуд,установленный в нем кристаллодержатель для затравки и насос с патрубком, снабженным гидронасадкой для подачи раствора к затравке, отличающееся тем, что дополнительно снабжено воронкой, закрепленной на вертикальной оси трехходовым краном механизмом, обеспечивающим поворот крана и воронки на определенный угол, и системой программного управления, а кристаллизационный сосуд выполнен в виде емкости, разделенной в нижней части вертикальными перегородками на две отдельные секции, заполненные различными по составу кристаллизующимися жидкостями. 91262013.04.30 Полезная модель относится к области выращивания кристаллов из растворов, в частности к устройствам их получения, и может быть использована для получения пьезоэлектрических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристаллов,имеющих слоистую, периодическую структуру. Известно наиболее близкое по технической сути к полезной модели устройство для выращивания монокристаллов из растворов, содержащее кристаллизационный сосуд, установленный в нем кристаллодержатель для затравки и насос с патрубком, снабженным гидронасадкой для подачи раствора к затравке. Указанное устройство обеспечивает ускорение роста кристаллов 1. 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 создание 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 кристаллизационный сосуд, установленный в нем кристаллодержатель для затравки и насос с патрубком, снабженным гидронасадкой для подачи раствора к затравке, в соответствии с полезной моделью оно дополнительно снабжено воронкой, закрепленной на вертикальной оси, трехходовым краном, механизмом, обеспечивающим поворот крана и воронки на определенный угол, и системой программного управления, а кристаллизационный сосуд выполнен в виде емкости, разделенной в нижней части вертикальной перегородкой на две отдельные секции, заполненные различными по составу кристаллизующимися жидкостями. При этом один отвод крана соединен со входом насоса, а два других - с трубками, помещенными в кристаллизующиеся жидкости. Программное управление обеспечивает работу насоса и механизма поворота крана и воронки по определенному алгоритму. Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что оно отличается от прототипа введением воронки, трехходового крана, механизма поворота крана и воронки и системы программного управления, что свидетельствует о наличии отличительных признаков заявляемой полезной модели. В данном случае использование вышеуказанных отличительных признаков в совокупности с известными обеспечивает возможность выращивания из раствора кристаллов со слоистой, периодической структурой. Сущность полезной модели поясняется прилагаемым чертежом, где на фигуре представлена схема устройства для выращивания кристаллов, имеющих слоистую, периодическую структуру. Предлагаемое устройство для выращивания кристаллов (фигура) содержит сосуд (1),разделенный перегородкой (2) на две секции, заполненные различными по составу кристаллизующимися жидкостями кристаллодержатель (3) с затравочным кристаллом воронку (4) патрубок с гидронасадкой (5) насос (6) и трехходовой кран (7). Механизм,обеспечивающий поворот крана и воронки на определенный угол, и система программного управления на фигуре не показаны. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Кристаллодержатель (3) с затравочным кристаллом помещают внутрь воронки (4), под патрубок с гидронасадкой (5). Заполняют секции сосуда (1) кристаллизуемыми жидкостями разного состава так, чтобы уровень жидкости был ниже перегородки (2). После заполнения создают условия переохлаждения (пересыщения) кристаллизуемой жидкости. Затем включают систему программного управления, которая запускает насос (6). Насосом кристаллизуемая жидкость(раствор) из одной секции сосуда через кран (7) подается в патрубок с гидронасадкой и выходит из отверстия гидронасадки нисходящим потоком, образованным системой неза 2 91262013.04.30 топленных струй, падающих на кристалл. При этом вся поверхность кристалла покрывается пленкой стекающего, постоянно обновляемого раствора. Далее кристаллизуемая жидкость через сливной патрубок воронки (4) поступает в ту секцию сосуда, из которой проводился ее отбор. Через определенное время система автоматического управления отключает насос и включает механизм поворота крана и воронки. После поворота снова включается насос и на растущий кристалл подается кристаллизуемая жидкость из другой секции сосуда. Далее процесс повторяется необходимое количество раз. С помощью заявляемого устройства выращивали кристалл дигидрофосфата калия. В качестве кристаллизуемой жидкости одного состава использовали раствор ,а в качестве кристаллизуемой жидкости второго состава - растворс добавлением дигидрофосфата аммония(концентрацияв растворе- 5 весовых процентов). В результате получен кристаллс качественной периодической структурой. Экспериментально подтверждено, что предложенная полезная модель может быть использована для выращивания пьезоэлектрических, пироэлектрических, электрооптических и других технически важных кристаллов, имеющих слоистую, периодическую структуру из растворов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3