×
10.04.2015
216.013.3f8e

АМПУЛА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации. Ампула содержит герметичный корпус 1 из кварцевого стекла и коаксиально размещенный в нем герметичный кварцевый тигель 4 с загрузкой селенида галлия 5 и графитовые вставки 3, 7, при этом загрузка 5 помещается непосредственно во внутренний объем кварцевого тигля 4, а графитовые вставки 3, 7 размещены снаружи по обе стороны тигля 4, между корпусом 1 ампулы и одной из графитовых вставок 3, 7 установлен демпфирующий элемент 2 из углеграфитового войлока. Изобретение позволяет выращивать кристаллы GaSe повышенного качества. 2 ил.
Основные результаты: Ампула для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации, содержащая герметичный корпус из кварцевого стекла и коаксиально размещенный в нем герметичный кварцевый тигель с загрузкой и графитовые вставки, отличающаяся тем, что загрузка селенида галлия помещается непосредственно во внутренний объем кварцевого тигля, а графитовые вставки размещены снаружи по обе стороны тигля, между корпусом ампулы и одной из графитовых вставок установлен демпфирующий элемент из углеграфитового войлока.
Реферат Свернуть Развернуть

Выращивание кристаллов в условиях микрогравитации - важное направление в быстро развивающемся космическом материаловедении.

Предлагаемое изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для выращивания кристаллов моноселенида галлия в условиях микрогравитации.

Кристаллы GaSe широко используются в нелинейной оптике, а также могут применяться для создания детекторов ядерных частиц, фотоприемников, устройств поляризационной оптики. Выращивание кристаллов GaSe в условиях микрогравитации открывает широкие перспективы для дальнейшего повышения качества материала.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности устройству является ампула для выращивания кристаллов GaSb в условиях микрогравитации (Carlos R. Lopez, Jerey R. Mileham, Reza Abbaschian. Microgravity growth of GaSb single crystals by the liquid encapsulated melt zone (LEMZ) technique. Journal of Crystal Growth 200 (1999) 1-12.) - прототип. Ампула состоит из герметичного корпуса и тигля, выполненных из кварцевого стекла, в котором размещаются загрузка GaSb, инкапсулированная в оболочку из смеси солей NaCl и KCl. Осевые и радиальные положения кристалла фиксируются молибденовыми штифтами в графитовых вставках. Использование конструкции-прототипа в качестве ампулы для выращивания кристаллов GaSe невозможно из-за следующих недостатков: а) температура плавления оболочки существенно ниже температуры плавления GaSe, поэтому оболочка из смеси солей NaCl и KCl непригодна для использования в качестве материала тигля для выращивания монокристаллов селенида галлия; б) фиксация загрузки в графитовых вставках может привести к загрязнению расплава ионами железа, содержащимися в графите в качестве примеси; в) при достижении температуры расплава GaSe (1100°C) в процессе выращивания молибденовые штифты начнут химически взаимодействовать с графитовыми вставками, что приведет к разрушению конструкции; г) отсутствие демпфирующего элемента, замедляющего осевые перемещения кварцевого тигля при вибрациях ампулы в процессе полета, а также компенсирующего различие линейного расширения графита и кварцевого стекла с ростом температуры, может привести к разрушению ампулы.

Задачей предлагаемого устройства является создание ампулы для выращивания кристаллов GaSe в условиях микрогравитации.

Заявляемая в качестве изобретения ампула для выращивания кристаллов GaSe в условиях микрогравитации лишена недостатков прототипа. Технический результат достигается тем, что ампула для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации, содержащая герметичный корпус из кварцевого стекла и коаксиально размещенный в нем герметичный кварцевый тигель с загрузкой и графитовые вставки, при этом загрузка селенида галлия помещается непосредственно во внутренний объем кварцевого тигля, а графитовые вставки размещены снаружи по обе стороны тигля, между корпусом ампулы и одной из графитовых вставок установлен демпфирующий элемент из углеграфитового войлока.

Конструкция ампулы представлена на фиг.1а и фиг.1б, где 1 - корпус ампулы, 2 - углеграфитовый войлок, 3 и 7 - графитовые вставки, 4 - кварцевый тигель, 5 - загрузка GaSe, 6 и 8 - герметизирующие кварцевые пробки.

Сборка ампулы, представленной на фиг.1а, осуществляется следующим образом: в корпусе ампулы 1 последовательно размещаются: демпфирующая шайба из углеграфитового войлока 2, графитовая вставка 3, кварцевый тигель 4 с загрузкой поликристаллического GaSe 5 и пустого пространства, оставленного с учетом коэффициента объемного расширения GaSe при плавлении; тигель 4 вакуумируется и герметично запаивается кварцевой пробкой 6; далее следуют: графитовая вставка 7; затем ампула вакуумируется и герметично запаивается кварцевой пробкой 8.

Сборка ампулы, представленной на фиг.1б, осуществляется следующим образом: в корпусе ампулы 1 последовательно размещаются: графитовая вставка 3, кварцевый тигель 4 с загрузкой поликристаллического GaSe 5 и пустого пространства, оставленного с учетом коэффициента объемного расширения GaSe при плавлении; тигель 4 вакуумируется и герметично запаивается кварцевой пробкой 6; далее следуют: графитовая вставка 7 и демпфирующая шайба из углеграфитового войлока 2; затем ампула вакуумируется и герметично запаивается кварцевой пробкой 8.

Два варианта последовательности сборки ампулы отличается между собой расположением демпфирующей шайбы из углеграфитового войлока 2: на фиг.1а она расположена перед графитовой вставкой 3, а на фиг.1б - размещается после графитовой вставки 7. Такое расположение демпфирующей шайбы из углеграфитового войлока не влияет на технический результат изобретения и дает возможность углеграфитовому войлоку замедлять осевые перемещения кварцевого тигля при вибрациях ампулы в процессе полета, а также компенсировать различие линейного расширения графита и кварцевого стекла с ростом температуры.

Назначение элементов ампулы. Кварцевый тигель 4 задает геометрию кристалла и, как следствие, геометрию оптического элемента в поперечном сечении (для селенида галлия механическая обработка затруднена, т.к. кристаллы имеют ярко выраженную слоистую структуру и легко деформируются в определенных кристаллографических направлениях, поэтому получение оптических элементов достигается исключительно скалыванием по спайности). Количество селенида галлия, загружаемого в кварцевый тигель, рассчитывают с учетом объемного расширения материала при фазовом переходе, чтобы при плавлении расплав не разорвал кварцевый тигель изнутри. Графитовые вставки 3 и 7 служат для уменьшения радиального градиента температурного поля в растущем кристалле (осевой градиент задается нагревателем технологической установки). Кварцевая пробка 6 выполнена в форме стакана и служит для уменьшения теплового потока к загрузке селенида галлия при запайке кварцевого тигля. Форма пробки 8 выбрана исходя из конструктивных особенностей технологической установки.

Готовая к работе ампула размещается в технологической установке, отправляемой на околоземную орбиту. На борту космического аппарата включают нагреватель технологической установки, обеспечивающий расплавление исходного поликристаллического слитка. После этого начинается процесс кристаллизации путем перемещения с заданной скоростью фронта кристаллизации. После завершения процесса кристаллизации ампулу охлаждают и извлекают из технологической установки.

Ампула для выращивания кристаллов успешно прошла динамические и ресурсные испытания, а также наземную отработку космических экспериментов в «НИИ стартовых комплексов имени В.П. Бармина».

Ампула для выращивания кристаллов в условиях микрогравитации, содержащая герметичный корпус из кварцевого стекла и коаксиально размещенный в нем герметичный кварцевый тигель с загрузкой и графитовые вставки, отличающаяся тем, что загрузка селенида галлия помещается непосредственно во внутренний объем кварцевого тигля, а графитовые вставки размещены снаружи по обе стороны тигля, между корпусом ампулы и одной из графитовых вставок установлен демпфирующий элемент из углеграфитового войлока.
АМПУЛА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ
АМПУЛА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ МИКРОГРАВИТАЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 94 items.
10.01.2013
№216.012.1846

Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках

Изобретение относится к нанотехнологии. Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок (УНТ) на металлических подложках состоит из двух электродов 7 и 8, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками 8 и 9, скользящих графитовых токоподводов 11 и 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471706
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2477

Устройство и способ с речевым интерфейсом определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала

Использование: для определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала. Сущность: сигнал источника принимается на две ненаправленные антенны, расстояние между которыми λ/4. Сигнал от первой антенны подается на вход сумматора, сигнал от второй антенны последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474837
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.3480

Способ определения глубины погружения приводняющегося объекта

Использование: для измерения глубины погружения приводняющегося объекта с использованием гидролокатора ближнего действия, установленного на движущемся носителе относительно горизонта его движения. Сущность: с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов гидролокатором, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478983
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4cb3

Способ получения монокристаллов теллурида галлия (ii)

Изобретение относится к технологии получения кристаллов GaTe, которые могут быть использованы в нелинейной оптике, а именно для оптических преобразователей частоты ИК и ТГц диапазонов. Кристаллы теллурида галлия (II) выращивают вертикальной зонной плавкой в графитовых тиглях под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485217
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb4

Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута

Изобретение относится к области выращивания из расплава нелегированных кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO), являющегося перспективным материалом для Черепковских детекторов. Выращивание кристаллов осуществляют методом Чохральского в воздушной атмосфере со скоростью вытягивания 4-5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485218
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.10.2013
№216.012.783c

Крионаконечник с сапфировым хладопроводом-облучателем

Изобретение относится к хирургическим инструментам, применяемым для локального замораживания и деструкции выделенных участков биологической ткани, и может быть использовано в общей и детской хирургии, в онкологии, дерматологии, отоларингологии, гинекологии, косметологии. Крионаконечник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496442
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.98be

Устройство для визуализации электрических полей свч в пространстве

Использование: относится к области визуализации распределения в пространстве электрических полей СВЧ диапазона. Сущность: в установке визуализации СВЧ полей применены измерительная камера «открытого» типа из двух расположенных горизонтально параллельных медных дисков, антенна-зонд,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504801
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.03.2014
№216.012.adf5

Способ удаления опухолей мозга с выделением границ опухоли флуоресцентной диагностикой с одновременной коагуляцией и аспирацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. Устройство включает сапфировый зонд с продольными каналами, в которых размещены оптические волокна, одни из которых предназначены для подачи излучения, возбуждающего флуоресценцию и коагулирующего излучения в зону деструкции ткани от присоединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510248
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d04b

Способ эксфолиации слоистых кристаллических материалов

Изобретение относится к нанотехнологиям. Способ включает эксфолиацию заготовок из слоистых кристаллических материалов, закрепленных с одной стороны на опоре из глипталя, с использованием клейкой ленты, глипталь по окончании эксфолиации растворяют в ацетоне, где образуется взвесь кристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519094
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d5ae

Способ получения слоев карбида кремния

Изобретение относится к области получения карбида кремния, используемого в полупроводниковой промышленности в качестве материала для радиопоглощающих покрытий, диодов, светодиодов, солнечных элементов и силовых вентилей. Карбид кремния получают перемещением ленты углеродной фольги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520480
Дата охранного документа: 27.06.2014
Showing 1-10 of 72 items.
10.01.2013
№216.012.1846

Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок на металлических подложках

Изобретение относится к нанотехнологии. Устройство для получения массивов углеродных нанотрубок (УНТ) на металлических подложках состоит из двух электродов 7 и 8, расположенных соосно и перемещаемых навстречу друг другу водоохлаждаемыми штоками 8 и 9, скользящих графитовых токоподводов 11 и 12,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471706
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2477

Устройство и способ с речевым интерфейсом определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала

Использование: для определения водолазом направления на источник тонального звукового сигнала. Сущность: сигнал источника принимается на две ненаправленные антенны, расстояние между которыми λ/4. Сигнал от первой антенны подается на вход сумматора, сигнал от второй антенны последовательно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474837
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.04.2013
№216.012.3480

Способ определения глубины погружения приводняющегося объекта

Использование: для измерения глубины погружения приводняющегося объекта с использованием гидролокатора ближнего действия, установленного на движущемся носителе относительно горизонта его движения. Сущность: с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов гидролокатором, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478983
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4cb3

Способ получения монокристаллов теллурида галлия (ii)

Изобретение относится к технологии получения кристаллов GaTe, которые могут быть использованы в нелинейной оптике, а именно для оптических преобразователей частоты ИК и ТГц диапазонов. Кристаллы теллурида галлия (II) выращивают вертикальной зонной плавкой в графитовых тиглях под давлением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485217
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4cb4

Способ получения кристаллов вольфрамата натрия-висмута

Изобретение относится к области выращивания из расплава нелегированных кристаллов вольфрамата натрия-висмута NaBi(WO), являющегося перспективным материалом для Черепковских детекторов. Выращивание кристаллов осуществляют методом Чохральского в воздушной атмосфере со скоростью вытягивания 4-5...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485218
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.10.2013
№216.012.783c

Крионаконечник с сапфировым хладопроводом-облучателем

Изобретение относится к хирургическим инструментам, применяемым для локального замораживания и деструкции выделенных участков биологической ткани, и может быть использовано в общей и детской хирургии, в онкологии, дерматологии, отоларингологии, гинекологии, косметологии. Крионаконечник с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496442
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.01.2014
№216.012.98be

Устройство для визуализации электрических полей свч в пространстве

Использование: относится к области визуализации распределения в пространстве электрических полей СВЧ диапазона. Сущность: в установке визуализации СВЧ полей применены измерительная камера «открытого» типа из двух расположенных горизонтально параллельных медных дисков, антенна-зонд,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504801
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.03.2014
№216.012.adf5

Способ удаления опухолей мозга с выделением границ опухоли флуоресцентной диагностикой с одновременной коагуляцией и аспирацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине. Устройство включает сапфировый зонд с продольными каналами, в которых размещены оптические волокна, одни из которых предназначены для подачи излучения, возбуждающего флуоресценцию и коагулирующего излучения в зону деструкции ткани от присоединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510248
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.06.2014
№216.012.d04b

Способ эксфолиации слоистых кристаллических материалов

Изобретение относится к нанотехнологиям. Способ включает эксфолиацию заготовок из слоистых кристаллических материалов, закрепленных с одной стороны на опоре из глипталя, с использованием клейкой ленты, глипталь по окончании эксфолиации растворяют в ацетоне, где образуется взвесь кристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519094
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d5ae

Способ получения слоев карбида кремния

Изобретение относится к области получения карбида кремния, используемого в полупроводниковой промышленности в качестве материала для радиопоглощающих покрытий, диодов, светодиодов, солнечных элементов и силовых вентилей. Карбид кремния получают перемещением ленты углеродной фольги в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520480
Дата охранного документа: 27.06.2014
+ добавить свой РИД