DE2142801B2 - Vorrichtung zum Ziehen eines kristallinen Körpers aus einem Schmelzfilm - Google Patents

Description

schmelze am unteren Ende des Formgebungs- io
teils in Verbindung steh^ und deren anderes Ende

in der Endoberfläche'möndet, laufend ergänzt ■

wird, wobei das Formgebungsteil bzw. die Formgebungsteile an einer Platte befestigt sind, d a-

durch gekennzeichnet, daß das Form- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung

gebungsteil i[6) aus mindestens zwei Teilstücken zum Ziehen eines kristallinen Körpers aus einem

(24, 26) mit sich zwischen ihnen erstreckender Schmelzfilni, der sich auf der oberen Endoberfläche

Kapillare (3!5> gebildet wird, wobei die Kapillare mindestens eines Formgebungsteils befindet und von

(25) durch sich gegenüberliegende Flächen der einer Vorratsschmelze durch eine im Formgebungs-

beiden Teilstücke (24, 26) begrenzt wird. ao teil verlaufende Kapillare, deren eines Ende mit der

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorratsschmelze am unteren Ende des Formgebungskennzeichnet, daß eines der beiden Teilstücke (24, teils in Verbindung steht und deren anderes Ende 26) die Kapillare (25) durch eine Auskehlung (94) in der Endoberfläche mündet, laufend ergänzt wird, begrenzt. wobei das Formgebungsteil bzw. die Formgebungs-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- as teile an einer Platte befestigt sind. Eine solche Vorkennzeichnet, daß die Teilstückc (24, 26) konzen- richtung ist aus der französischen Patentschrift trisch angeordnet sind und das innere Teilstück 151S 098 und der argentinischen Patentschrift als Rohr (26) oder massiver Stab (26 S) ausge- 165 996 bereits bekannt.

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

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

rohrförmig ausgebildet siud. Auch eine komplizierte Formgebung wird ermög-

5. Vorrichtung nach einun der vorhergehenden licht. Es kommt zum Wachstum an einem Keim aus Ansprüche, dadurch gekennzeicnnet, daß zwi- einem Schmelzfilm des Aufgabeguts, der zwischen sehen den Teilstücken (24, 26) zusätzlich Ab- 35 Keim und Endfläche der Form vorhanden ist, wobei Itandselemente (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 nienten um eine Vielzahl von Drähten (29) handelt, einem Tiegel enthaltenen Aufgabegut 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 FGrm 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 Flrche 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 Badenwandung (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 polykristalline Körper aus in den Tiegel (2) eingesetzt ist, wobei das Form- Stoffen verschiedener Art in unterschiedlicher Quergebungstei! (6) innerhalb des Tiegeleinsatzes (4) an- schnittsausbildung und in unterschiedlichen Größen geordnet ist und die Platte (38) von dem Tiegel (2) gezüchtet werden, so z. B. in Form massiver Rund« oder von dem Tiegeleinsatz (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. B. aus Aluminiumhineinragende 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 Ende des Tiegels (2) in den Innen- stehen, die den Arbeitstemperaturen standhält und raum des Tiegeleinsatzes (4) öffnet. keine Reaktion mit der Schmelze eingeht. Damit

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

körpern aus «-Aluminiumoxid verwendeten Formen bungsteils der F ι g. 8 in auscinandergezogener An-

und Tiegel im allgemeinen entweder aus Molybdän Ordnung,

oder Wolfram, von denen das eine wie das andere Es sei zunächst auf F i g. Γ Bezug genommen, relativ aufwendig und schwer zu bearbeiten ist. Dies aus der hervorgebt, daß die dargestellte Vorrichtung gilt besonders dann, wenn die zur Formgebung die- -5 einen Tiegel 2, einen Tiegeleinsatz 4, ein Formgenenden Teile zur Herstellung von Rohrraaterial mit bungsteil,6 und eine zur Strahlungsabschirmung dieengen Toleranzen benutzt werden sollen, da in diesem nende Anordnung 8 einbezieht. Der Tiegel 2 weist Fall aueb bei den Kapillaren und bei den filmtragen- eine Bodenwandung JO und eine zylindrische Seitenden Endflächen enge Toleranzen eingehalten werden wandung 12 auf. In der Bodenwandung 10 ist eine müssen. io Aussparung 14 vorgesehen, in die ein tragender

Die Erfindung hat demgemäß zur Aufgabe, eine Stab 16 aufgenommen ist, der zur Halterung des

einfacher herstellbare Vorrichtung zum Züchten von Tiegels innerhalb eines geeigneten Ofenraums dient.

Kristallkörpern aus der Schmelze nach dem be- Der Tiegel % ist nach oben hin offen, und seine zylindri-

schriebenen Verfahren zu schaffen. sehe Wandung 12 ist in der Weise mit einer Aus-

Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von »s sparung veirsehen, daß in einem kleinen Abstand vom

einer Vorrichtung der eingangs genannten Art da- oberen Ende des Tiegels eine ringförmige Schulter 18

durch, daß erfindungsgemäß das Formgebungsteil gebildet wixd. Der Einsatz 4 weist eine Bodenwan-

aus mindestens zwei Teilstücken mit sich zwischen dung 20 sowie eine Seitenwandung 22 auf und ist

ihnen erstreckender Kapillare gebildet wird, wobei ebenfalls nach oben hin offen.

die Kapillare durch sich gegenüberliegende Flächen ao Das in F i g. 1 gezeigte Fonngebungsteil eignet

der beiden Teilstücke begrenzt wird. sich zum Züchten von rohrförmigen KristaUkörpern

Falls rohrförmige Kristallkörper gezüchtet werden aus der Schmelze. Das Formgebungsteil 6 ist mit zwei

sollen, besteht das Fonngebungsteil vorzugsweise aus zylindrischen Buchsen oder Hülsen 24 und 26 ausge-

zwei Zylindern, die so bemessen sind, uaß sie unter bildet. Die Hülse 24 hat einen Innendurchmesser,

Aussparung eines Kapillarhohlraums ineinanderge- ag der größer ist als der Außendurchmesser des inneren

schoben werden können, und aus Hilfsmitteln, die Rohrstücks oder der inneren Hülse 26, so daß zwischen

mit den Zylindern einstückig ausgebildet oder auch die-en Hülsen ein in kapillare Größenanordnungen

gesondert vorgesehen sind und die dazu dienen, die fallender Abstand 25 verbleibt. Das Rohrstück 26 ist

Zylinder in einer in Bezug aufeinander konzentrischen von dem Rohrstück 24 gesondert angeordnet und

Anordnung zu halten. Der gleiche, aus dem Tiegel und 3° wird durch eine Vielzahl von Abstandselementen in

dem Einsatz bestehende Aufbau kann auch zur Auf- Form von Drahtstücken oder --ätäben, die in F i g. 1

nähme eines Formgebungsteils dienen, das zum nicht gezeigt sind, in F i g. 2 jedoch bei 29 erscheinen,

Züchten von flachen, bandartigen Kristallkörpern in einer in bezug auf dieses konzentrischen Stellung

vorgesehen ist, wobei auch dieses letztgenannte Form- festgehalten. Die Außenhülse 24 weist an ihrem

gebungsteil aus zwei Teilstücken besteht, die in der 35 unteren Ende einen Schlitz 30 oder vorzugsweise

Weise miteinander verbunden sind, daß sie eine mehrere solcher Schlitze auf, wodurch das Einfließen

Kapillare bestimmen. der Schmelze in die Kapillare ermöglicht wird. Das

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der obere Ende der Hülse 24 ist gegen die übrige Fläche

Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen abgesetzt, wie dies bei 34 gezeigt ist, so daß eine

beschrieben. Darin zeigt 40 Schulter 36 gebildet wird, die als Anschlag für eine

F i g. 1 eine Explosionsansicht einer zum Züchten Platte 38 dient. Diese Platte 38 ist kreisrund und weist

von rohrförmigen KristaUkörpern dienenden Vor- eine Mittelöffnung auf, die ein Aufschieben auf die

richtung, bestehend aus "einem Tiegel, einem Tiegel- Hülse 24 gestattet. Die Mittelöffnung in der Platte 38

einsatz, einem Fonngebungsteil und einer Strahlungs- ist so bernessen, daß die Platte 38 im Preßsitz auf die

abschirmung, 45 Hülse 24 aufgepaßt werden kann. Obwohl dies in

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht zur Erläute- den Zeichrungen nicht gezeigt ist, kann die Platte 38

rung des Aufbaus des Formgebungsteils der F 1 g. 1, mit der Hülse 24 auch verpflockt sein. Der Außen-

F i g. 3 eine Explosionsansicht der in F i g. 1 durchmesser der Platte 38 ist so gewählt, daß sie in

dargestellten Strahlungsabschirmung, das oben: Ende des Tiegels 2 eingepaßt werden kann,

F i g. 4 eine Qi'erschnittsansicht einer zweiten 50 um dann auf der Schulter 18 aufzuliegen. Es ist vor-

Ausiührungsform des Formgebungsteils zum Züch- zugsweise eine solche Gesamtlänge der Rohrstücke 24

ten rohrförmiger Kristallkörper, und 26 vorgesehen, daß die unteren Enden der Hülsen

F i g. 5 einen Vertikalschnitt einer dritten Aus- beim Aufliegen der Platte 38 auf die Schulter 18 gerade

führungsform des Formgebungsteils zum Züchten eben an der unteren Wandung 10 des Tiegels angreifen

rohrförmiger Kristallkörper, 55 oder in ein-m geringen Abstand von dieser verbleiben.

F i g. 6 eine Teilansicht eines Formgebungsteils Erwünschlenfalls können die Hülsen 24 und 26 auch

zum gleichzeitigen Züchten rohrförmiger Kristall- in einer solchen Länge ausgebildet sein, daß die

körper in perspektivischer Darstellung, Platte 38 zwar in die am oberen Ende des Tiegels vor-

F i g. 7 einen Vertikalschnitt des Formgebungsteils gesehene Rille eingeführt werden kann, jedoch nicht

der F i g. 6, das hier in einen Tiegel mit einem als 60 auf der Schulter 18 aufliegt, wobei die Platte 3S

Verschleißteil vorgesehenen Einsatz eingeführt ist, dann ab Zentriervorrichtung dient. Wenngleich die;

F i g. 8 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines nicht zwingend erforderlich ist, so nX. die Platte 3f Formgebungsteils zum Züchten von bandförmigen vorzugsweise mit einem Loch 41 ausgebildet, in da!

KristaUkörpern, ein Füllroh- für die Zugabe von zusätzlichem Aufgabe

F i g. 9 eine Oberansicht der Vorrichtung der 65 gut zu der Schmelze aufgenommen sein kann ode

F i g. 8 und das dazu dienen kann, eine geeignete Temperaturmeß

F i g. 10 eine in einem größeren Maßstab ge- einrichtung in die Schmelze einzuführen,

haltenc perspektivische Darstellung des Formge- Die Strahlungsabschirmung 8 ist nicht erfindungs

wesentlich, dient jedoch einerseits zur Verringerung vom Wärmeverlusten infolge Abstrahlung und andererseits zur Gewährleistung eines flachen Temperaturprofils in der Horizontalen über den oberen Endflächen der Hülsen 24 und 26.

Aus F i g. 2 geht hervor, daß die Hülsen 24 und 26 mit flachen Endflächen 27 bzw. 21» ausgebildet sind, die in einer gemeinsamen Ebene lijien und zusammen die obere Endfläche des Formgebungsteils 6 darstellen. Beim Zusammenbau des formgebenden Teils bedient man sich einer Anzahl von Drahtstäben 29, deren Länge größer ist als die Gesamtlänge der beiden ineinandergeschobenen Hülsen und die so umgebogen werden, daß die bei 44 gezeigten Hakenenden entstehen. Die Hülse 24 ist in einer umgekehrten Stellung zu der in F i g. 2 gezeigten zu denken, und die Drahtstäbe 29 werden so eingeführt, daß ihre Hakenenden 44 auf die untere Endfläche der Hülse aufzuliegen kommen und an dieser angreifen. Hierauf wird die Hülse 26 durch das untere Ende der Hülse 24 in diese eingeschoben. Der Durchmesser der Drahtstäbc 29 ist so gewählt, daß die Hülse 26 im Treibsitz festhaftet und die Stäbe enganliegend gegen die Innenfläche der Hülse 24 drückt. Die Stäbe 29 sind in der gezeigten Weise mehr oder weniger symmetrisch verteilt, so daß eine konzentrische Anordnung der beiden Hülsen gewährleistet ist, wobei die Stäbe in gleicher Höhe mit den Endflächen 27 und 28 oder kurz vor diesen abschließen. Sind die beiden Hülsen dann mit den Drahtstäben zusammengebaut worden, so werden die Hakenenden durch Abschleifen entfernt, so daß sich die Drahtstäbe nun in gleicher Länge wie die Hülsen 24 und 26 erstrecken. Dann wird die Platte 38 bis zum engen Anliegen gegen die Schulter 36 im Preßsitz auf die Hülse 24 aufgepaßt

Die Strahlungsabschirmung 8 besteht vorzugsweise aus mehreren Scheiben wie den bei 46, 48 und 50 gezeigten. Die Scheibe 46 hat hierbei vorzugsweise eine etwas größere Stärke als die Scheiben 48 und 50. Die Scheiben sind zu einem einheitlichen Aufbau zusammengefaßt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß jede der Scheiben mit einer Anzahl von Löchern 52 für die Aufnahme von Nieten 54 ausgebildet ist. Die drei Scheiben sind durch kleine, ringförmige Abstandselemente 56 voneinander getrennt. Der Innendurchmesser der Abstandselemente 56 ist gerade groß genug, damit die Nieten 54 hindurchgeführt werden können. Die Nieten werden an der Unterseite der Scheibe 46 umgehämmert, um die Scheiben miteinander zu einem einheitlichen Aufbau zu verbinden. Die Scheiben 46, 48 und 50 weisen je eine Mittelöffnung 58 auf, deren Größe eben hinreicht, um die Scheiben auf das obere Ende der Hülse 24 aufzupassen. Der Außendurchmesser der Scheiben 46, 48 und 50 ist im wesentlichen der gleiche wie der des Tiegels, so daß die Strahlungsabschirmung auf das obere Tiegelende aufgelegt werden kann.

Die Höhe des Einsatzes 22 ist so bemessen, daß sein oberer Rand 60 in gleicher Höhs mit der Schulter 18 des Tiegels 2 oder vorzugsweise etwas unterhalb dieser abschließt. Die Hülsen 24 und 26 ragen so weit über die Platte 38 hinaus nach oben, daü sie noch unterhalb des oberen Tiegelrandes 62 verbleiben und in gleicher Höhe mit der unteren Scheibe 46 der Strahlungsabschirmung 8 oder etwas unterhalb dieser abschließen.

Der Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen 24 und 26 muß so ausgelegt sein, daß der ringförmige Raum 25 zwischen den beiden Hülsen als Kapillare wirken kann und einen Kapillaranstieg auszulösen vermag, der hinreicht, um die Schmelze vom unteren Ende der Hülse bis zum oberm Ende des Kapillar-S hohlraumes aufsteigen zu lassen. Bei der Festlegung des genauen Abstandsmaßes zwischen den beiden Hülsen geht man von der Oberflächenenergie des Materials der Schmelze aus, um eine entsprechende Kapillarwirkung sicherzustellen. Für ein gegebenes

ίο Schmelzmaterial kann die Entfernung, über welche die Schmelze in einer Kapillare, wie beispielsweise der Kapillare 25, anzusteigen vermag, oder die Spaltbreite, die zwischen den Hülsen 24 und 26 vorgesehen sein muß, damit der ringförmige Raum 25 als eine Kapillare wirkt, die einen Kapillaranstieg bis zu einer vorbestimmten Höhe gestattet (beispielsweise bis zur Hohe der Endflächen 27 und 28), näherungsweise aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:

ITjR₁ + R₂)

worin h die Höhe in Zentimetern bezeichnet, T die Oberflächenspannung in dyn/cm, D die Dichte der

»5 Schmelze in g/cm³, R₁ den Außendurchmesser des Rohrstücks 26, Ä, den Innendurchmesser des Rohrstücks 24 "nd g die Gravitationskonstante in cm/sec². Allgemein ist festzuhalten, daß durch Kapillarwirkung verhältnismäßig hohe und lange Materialsäulen aus der Schmelze zuführbar sind. Beispielsweise kann geschmolzenes Aluminiumoxid ic einer langgestreckten Kapillare von kreisförmiger Querschnittsausbildung mit einem Durchmesser von 0,75 mm in einer langen Säule von mehr als 11 cm hochsteigen. Das

Formgebungsteil und der diese enthaltende Tiegel können daher eine beträchtliche Höhe besitzen und gleichwohl der gewünschte Kapillaranstieg noch gewährleistet sein. Die obere Endfläche des Formgebungsteils muß einerseits stets über dem Flüssig-

keitsspiegel der in dem Tiegel befindlichen Schmelze liegen, andererseits darf der Höhenunterschied zwischen dem Flüssigkeitsspiegel der Schmelze und dieser Fläche niemals größer werden als die Höhe, bis zu der die Schmelze infolge der Kapillarwirkung hochsteigen

kann. Als Beispiel sei angeführt, daß mit einer Vorrichtung wie der in F i g. 1 gezeigten aus monokristallinero «-Aluminiumoxid Rohrstücke mit einer Wandstärke von 0,08 cm hergestellt worden sind, wobei mit einem Kapillarteil gearbeitet wurde, dessen

beide Rohrstücke 24 und 26 eine Gesamtlänge von 4,2 cm aufwiesen, während sich der Außendurchmesser des Rohrstücks 24 auf 0,96 cm und sein Innendurchmesser auf 0,90 cm beliefen, der Außendurchmesser des Rohrstücks 26 dagegen auf 0,86 cm und sein

Innendurchmesser auf 0,80 cm, so daß der Kapillarspalt eine Breite von 0,02 cm hatte.

Bei der :n F i g. 1 gezeigten Anordnung mit gesondertem Tiegel und Einsatz kann der Einsatz 4 mil dünnerer Wandstärke als der Tiegel 12 ausgebildet

sein, da der Tiegel die nötige Festigkeit verleiht. Beispielsweise kann ein Einsatz mit einer Wandstärke von 0,025 cm in Verbindung mit einem Tiegel benutz) werden, dessen Seitenwand eine Stärke von 0,3 cm hat. Dies hat den Vorteil, daß der verhältnismäßig dünn-

wandige Einsatz wesentlich billiger als der Tiegel 12 heimstellen ist und daher nach ein- oder zweimaligei Benutzung ausgetauscht werden kann, während dei Tiegel 12 wegen seiner stabileren Ausbildung längei

verwendet werden kann. Der Einsatz kann in einem Schleudergieß- oder Tiefziehverfahren hergestellt sein. Beim Formgebungsteil kann die Flächengröße ihrer wirksamen Endfläche (bestehend aus den Endflächen 27 und 28 der beiden Hülsen, mit dem Außendurchmesser der Hülse 24 und dem Innendurchmesser der Hülse ?/ή exakt festgelegt werden, wie ebenso auch der Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen, durch den die Schmelze infolge der Kapillarwirkung aufsteigt. Die Hülsen 24 und 26 können durch Fließpressen und einfaches Ablängen hergestellt sein, worauf die Schulter 36 durch maschinelle Bearbeitung ausgeformt wird. Erwünschtenfalls können die Hülsen 24 und 26 auch durch Abdrehen von Rohrmaterial hergestellt werden. Da die Hülsen 24 und 26 als gesonderte Teile ausgebildet sind, kann die eine oder die andere der beiden Hülsen durch Rohrstücke von unterschiedlichen Wandstärken ersetzt werden, wodurch also der Gesamtflächeninhalt und die inneren oder äußeren Abmessungen der Endfläche des Formgebungsteils oder beiderlei Abmessungen verändert werden. Somit ist die Möglichkeit gegeben, ein Formgebungsteil vorzusehen, dessen Innenrohr 26 eine kleinere oder größere Wandstärke hat als das Außenrohr 24. Die Hülse 24 kann aber auch durch eine andere Hülse ersetzt werden, die eine zylindrische Innenfläche aufweist, jedoch in Verbindung mit einer Außenfläche, die gewellt oder in Erstreckung in der Längsrichtung mit Rippen versehen ist, so daß die filmtragende wirksame Endfläche des Formgebungsteils eine kreisförmig geführte Innenkante und eine allgemein zwar ebenfalls kreisförmige Außenkante aufweist, die aber in einer Wellung verläuft oder mit rippenartigen Vorsprüngen ausgebildet ist. Auch die Hülse 26 kann durch eine andere Hülse ersetzt sein, die eine zylindrische Außenfläche aufweist, mit der sie gegen die Drahtstäbe 29 anliegt, und eine Innenfläche, die gewellt oder in Erstreckung in der Längsrichtung mit Rippen versehen ist, wobei die Endfläche des Formgebungsteils in diesem Fall mit einer zylindrischen Außenkante und mit einer allgemein kreisförmigen, jedoch gewellten oder mit rippenartigen Vorsprüngen versehenen Innenkante ausgebildet ist. Es ist aber auch möglich, die Hüsle 26 beispielsweise gegen eine Hüsle auszutauschen, die eine kreisförmig geführte oder zylindrische Außenfläche und eine quadratisch oder rechteckig geführte Innenfläche aufweist. Mit anderen Worten, die Hülse 26 könnte eine Achsbohrung aufweisen, die im Querschnitt rechteckig oder quadratisch statt, wie gezeigt, kreisförmig ist. In entsprechender Weise könnte auch statt der Hülse 24 eine Hülse vorgesehen sein, die eine zylindrische Innenfläche und eine Außenfläche mit einer quadratischen, dreieckförmigen oder rechteckigen Querschnittsausbildung hat. Ferner können auch beide Hülsen 24 und 26 einen nichtkreisförmigen Querschnitt haben, sofern nur die Möglichkeit gewahrt bleibt, sie unter Zuhilfenahme der Drahtstäbe 29 in die vorgesehene Anordnung mit dem richtigen Abstand zu bringen.

F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der formgebenden Anordnung der F i g. 1. In F i g. 4 ist statt der Hülse 26 eine Hülse 26/1 vorgesehen, die eine zylindrische Außenfläche aufweist, die mit einer Anzahl von mehr oder weniger gleichmäßig verteilten, sich in der Längsrichtung erstreckenden Rippen 64 versehen ist. Die Rippen 64 entsprechen in der radialen Abmessung dem Durchmesser eines jeden der Stäbe 29, so daß die Rippen 64 beim Einschieben der Hülse 26/1 in die Hülse 24 im Preßsitz an der Hülse 24 angreifen und die beiden Hülsen in einer konzentrischen Anordnung halten, wobei ein Zwischenraum 66 verbleibt, der so bemessen ist, daß er als Kapillare wirkt. Die Hülse 26 A erfordert fertigungsmäßig zwar einen etwas größeren Aufwand als die glatte Hülse 26, doch kann der Zusammenbau leichter vonstatten gehen, da das Hantieren mit den

ίο Drahtstäben 29 entfällt.

F i g. 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der formgebenden Anordnung für die Züchtung rohrförmiger Kristallkörper. In diesem Fall ist statt der Hülse 26 der F i g. 2 ein massiver Stab 265 vorgesehen, der im Durchmesser dem Außendurchmesser der Hülse 26 entspricht. Der Stab 265 weist an seinem oberen Ende eine Mulde oder Vertiefung 68 auf, die so bemessen ist, daß seine Endfläche 70 den gleichen Innen- und Außendurchmesser hat wie die obere End-

ao fläche 28 der Hülse 26. Die Vertiefung der Mulde 68 ist mit geraden Seitenwandungen 72 ausgebildet, so daß ein auf die obere Endfläche der Formanordnung gelangter Film der Schmelze wegen der Oberflächenspannung nicht in die Vertiefung überläuft. Obwohl

aj der Stab 265 vorzugsweise mit Hilfe von Drahtstäben 29 wie den in F i g. 2 gezeigten in dem vorgesehenen Abstand von der Hülse 24 gehalten wird, so braucht jedoch nicht betont zu werden, daß der Stab 265 natürlich aber auch mit Rippen ausgebildet sein kann, wie sie in F i g. 4 bei 64 dargestellt sind, wobei in diesem Fall auf die Drahtstäbe 29 verzichtet werden kann.

Eine weitere Abänderungsmöglichkeit besteht darin, daß zusätzliche Organe vorgesehen sein können, um die inneren und äußeren konzentrischen Teile der oben beschriebenen Formgebungsanordnungen so miteinander zu verbinden, daß sie sich in der Längsrichtung nicht gegeneinander verschieben können. Diese zusätzlichen Organe bestehen vorzugsweise nus einem oder mehreren Querstiften 73 (s. Fig. 1), die sich diametrisch durch die beiden Hülsen 24 und 26 hindurcherstrecken.

Es ist auch zu beachten, daß die Platte 38 mehr ais nur ein Formgebungsteil tragen kann. Sollen gleichzeitig mehrere Kristallkörper gezüchtet werden, so ist vorgesehen, die Platte 38 in einer solchen Größe auszubilden, daß sie zur Aufnahme einer Vielzahl von Formgebungsteilen dienen kann. In F: g. 6 ist eine Plattete A dargestellt, die mehrere Formgebungsteile 76 trägt, die vorzugsweise den in F i g. 1 und 2 gezeigten Aufbau haben. Außerdem kann die Platte 38/4 ein Röhrchen 78 tragen, das als Füllrohr dient. Wie aus F i g. 7 hervorgeht, ist die Anordnung dei F i g. 6 in einen Tiegel einmontiert, der einen größeren Querschnitt hat als der in F i g. 1 gezeigte. Diesei Tiegel IA enthält einen Einsatz 4A, der dem weitei oben beschriebenen Einsatz 4 ähnlich ist. Die Platte 38/1 paßt in den Tiegel IA hinein und liegt auf ein« ringförmige Schulter 18/1 auf, die der Schulter 15 in F i g. 1 entspricht. Die einzelnen Formgebungs teile 76 erstrecken sich fast bis zur Bodenfläche de Einsatzes 4/1 nach unten. Das Füllrohr 78 erstreck sich in dem Tiegel weit genug nach unten, so daß dii in dem Tiegel befindliche SchmeL-e beim Einfüllei

von zusätzlichem Aufgabegut in fester oder in flüssi ger Form nicht unnötig aufgerührt wird. Natürlicl kann die Platte 38 A auch mehr als drei Form gebungsteile tragen, wobei die tatsächlich vorgesehen

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ίο

Zahl von der Größe der Platte 38 A und von der Größe des Tiegels 2Λ mit seinem Einsatz 4/i sowie von der Ofenleistung beim Ziehen der gewünschten Zahl von Kristallkörpern 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 38B auf, die der Platte 38 ähnlich ist, im Unterschied zu dieser in der Mitte jedoch mit einer rechteckigen öffnung 82 versehen ist. Die Platte 385 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 382? fungieren. Beide Teilstücke sind zueinander passend ausgebildet, und die Platte 385 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 ί 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 dii unmittelbare Nähe der kleinen Seitenflächen de: Teilstücks 86 vorgesehen sein. Natürlich braucht di< Auskehlung 94 auch nicht in jedem Fall die gezeigt« rechteckige Form zu haben, sondern sie könnte bei spielsweise auch eine halbrunde Querschnittsforrr aufweisen. Weiterhin kann in dem Teilstück 86 odei erwünschtenfalls auch in dem Teilstück 84 mehr al« eine Auskehlung vorgesehen sein. Die Teilstücke 8Ί

ίο und 86 sind durch eine Vielzahl von Nieten 95 fesi miteinander verbunden, die sich durch geeignete öffnungen 96 hindurcherstrecken, die in den beider Teibtücken vorgesehen sind. Das obere Ende des aus den beiden Teilstücken 84 und 86 bestehenden Formgebungsteils erstreckt sich über die Platte 385 hinaus nach oben. Die oberen Endflächen 97 und 98 dei beiden Teilstücke schließen in gleicher Höhe ab und enden in rechtwinkligen Kanten. Gemeinsam steilen 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 Foringebungstcil kann daher zum Züchten eines monokristallinen Körpers in Form eines Bandes von rechteckigem 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 (1)

11, VoiriofttwAl nftob einem d,er, Ansprüche 9 Patentansprüche: ' oder 10, daiwoft gekennzeichnet, daß die Platte (38) auf einer djroh den Tiegel (2) oder durch

1. Vorrichtung zum Ziehen eines kristallinen den Tiegeleinsatz (4) gebildeten Schulter (18, 60) Körpers aus einem Scbmelzfilm, der sich auf der 5 ruht.

oberen Endoberfläche mindestens eines Form- 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

gebungsteils befindet und von einer Vorrats- Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei oder mehr

•chmelze durch eine im Formgebungsteil verlau- Formgebungsteile (6), die zueinander parallel mit

fende Kapillare, deren eines Ende mit der Vorrats- der Platte (38) verbunden sind,