Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов

Развитие техники индукционного нагрева привело к созданию особых систем, в каких индукционный нагрев употребляется конкретно для выкармливания кристаллов. Большая часть кристаллов, использующихся в лазерной технике, являются диэлект­риками, и конкретное применение качественной плавки в данном случае затруднено, ввиду малой величины удельной электропроводности этих материалов при комнатной температуре. Но с увеличением Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов температуры электропроводность этих материалов воз­растает и при некий определенной температуре становится воз­можным конкретный нагрев этих материалов токами высочайшей частоты. На рис.11.1.22 а приведена зависимость удельного сопротив­ления ряда материалов от температуры.


Рис. 11.1.22 а. Зависимость удельного сопротивления ряда мате­риалов от температуры:

а - зависимость удельного сопротивления оксидных Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов монокристал­лов от температуры; б — зависимость модуля напряженности элект­рического поля и пропорционального ему модуля настила тока от аргу­мента r0 21/2/z1; в - зависимость модуля напряженности магнитного поля от аргумента r0 21/2/z1; г - зависимость функций ψ2 и φ4 от аргумента r0 21/2/z1; д- зависимость cosφ системы индуктор-расп­лав от аргумента r Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов0 21/2/z1 и дела D0/d0

В табл. 11.1.2 даны температуры подготовительного обогрева не­которых оксидных соединений,

Таблица 11.1.2 Температуры подготовительного обогрева

Формула соединения Температура плавления, К Температура подготовительного обогрева, К
Незапятнанный оксид циркория
Оксид циркория стабилизированный (5% СаО)
Оксид тория
Оксид алюминия
Оксид церия
Оксид урана

После того, как материал будет способен вести Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов взаимодействие с электрическим полем качественного генератора эффектив­но поглощая энергию поля, становится вероятным разогрев материа­ла прямо до плавления и предстоящего перегрева. Это позволяет впритирку подойти к решению ряда заморочек, главные из которых создание огромных объемов расплавов тугоплавких оксидных соедине­ний, создание систем нагрева и отжига, работающих в окислительной атмосфере при Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов температурах выше 2500 К и практи­чески не имеющих ограничений по мощности, создание систем пред­варительного синтеза высокотемпературных оксидных соединений и т.д.

Ос­тановимся на рассмотрении данной группы способов.

11.1.1.8.Водоохлаждамые контейнеры в технологии выкармливания кристаллов

Плавка в прохладном тигле, как метод предупреждения реакции меж активным расплавом и материалом контейнера Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов, разработана достаточно издавна, В текущее время процессы выкармливания кристал­лов с внедрением прохладных контейнеров можно систематизировал последующим образом:

1) по источнику тепла; а) дуговой нагрев; б) электронно-лучевой нагрев; в) индукционный нагрев;

2) по структуре расплава: а) плавка с гарнисажем (автоти­гель); б) плавка без гарнисажа.

Дуговая плавка металлов в гарнисажных полях Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов как более разработанный металлургический процесс, обширно употребляется в индустрии.

Но дуговые печи имеют ряд недочетов, которые исключа­ют их внедрение в прецизионной технологии: 1) загрязнение расплава материалом электрода даже в случае нерасходуемого электрода; 2) непостоянность горения дуги; 3) непостоянность пути тока через расплав; 4) возможность попадания дуги на тигель, про­жог его Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов и проникновение воды к расплаву; 5) отсутствие смешивания расплава

По сопоставлению с дуговым внедрение электронно-лучевого на­грева имеет ряд преимуществ, а конкретно: не плохая стабильность ис­точника нагрева и возможность свободно регулировать величину мощ­ности подаваемой энергии; чистота процесса так как высочайший ва­куум позволяет избавляться от летучих примесей

Да Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов и в этом способе имеются свои недочеты: отсутствие смешивания расплава в ванне (нагрев делается только с поверх­ности), недолговечность катода.

Очень многообещающим является внедрение индукционного нагрева. Бесспорные достоинства делают этот способ нагрева неподменным в неких технологических. процессах. К плюсам способа следует отнести: 1) наличие смешивания из-за электродинамического взаимодействия Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов тока с полем, 2) нагрев может осуществляться в хоть какой атмосфере и при любом давлении; 3) расплав может быть перегрет до хоть какой температуры.

На рис. 11.1.23 изображены поперечные сечения 2-ух схожих устройств для зонной чистки. На рис. 11.1.23 б тигель представляет собой длиннющий желоб-лодочку, охлаждаемую водой. Индуктор окружает лодочку на маленьком Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов участке, делает расплавленную зону загрузки, передавая, энергию как в расплав, так и в металл лодочки. Токи во всех элементах системы изображены стрелками. Разумеется, что ток в лодочке также индуцирует часть тока в расплаве. Лодочка в данном случае работает как вторичная обмотка трансформатора. Расплав не смачивает поверхности прохладного металла, потому вероятна чистка слитка Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов. При движении зоны от 1-го конца лодочки до другого. На рис. 11.1.23 а показана модификация такого же устройства, но заместо одного желоба употребляется ряд трубок, которые играют ту же роль. Значимым недочетом индукционных систем, опи­сываемых выше, являются значимые энергопотери в промежном звене трансформации, т.е. в самом Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов водоохлаждаемом контей­нере.


Рис. 11.1.23. Схема "прохладного" тигля для горизонтальной зонной плавки: а - единый желоб-лодочка, б - трубчатый тигель

Контейнер экранирует загрузку от поля индуктора и искажает это поле, в особенности у дна, которое играет роль короткозамкнутого витка. Попытка использовать заместо железных тиглей тигли из непроводящего материала (а именно из кварца), охлаждаемого Применение индукционного нагрева для выращивания лазерных монокристаллов водой, фуррора не имели. Но самую существенную опасность представляет растрескивание такового тигля и проникновение воды в рас­плав, что может привести к взрыву.


primenenie-elektroliza-v-narodnom-hozyajstve.html
primenenie-energii-mikrovoln-v-uskoritelnoj-tehnike-n-v-nikitina-isbn-978-5-902327-81-3.html
primenenie-evm-v-zhiznedeyatelnosti-cheloveka-referat.html