Устройство для исследования направленной кристаллизации
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
Г!РИ ГКНТ СССР
ABTOPCl<041 Y CBNJETEЛbCTBY
11 - 167539 1 /2 б (22) 13.02.89 (!БI 30.0!.91. Бюл, ." 4
<71I Институт мегаллофиэик -! Дг< УССР 72j Д.Г.Бор
,5 1;, IУСТРОЙСТВС< Д.ПЯ ИСС< 1ЕПГВАНИЯ
Н < РлВ E г(I 0 ."< KРИ СТ,<. : 1!. I3Д . L И ., I " 0 Г Г = T - Н! <12 C т Н О С И ".,:I К О ОЛ Э С I и <Э С Л,.". 0 В а Н! I Я i< а H Э Л = а 4 а T Е Р . В i! О В, > Î (Е T ы Т Ь .1:.;IGëüçîâàí0 д я исследг: В:! 1 Iя ча правлен. !С!1 :Gl<СТВЯ>1!133!gl1 I 11 вы ВЖИВВЧЛ.: л!ОНО .р,<сталлов згHHG плавкой и эбе< нечивает
И .. 0 б е т е н .1 с О т I- 0 с и т с Я I< с с л с д 0 В а и и, :о ,! ан.-:л.!зу мз-,ериалов с пс ощ ю тепловых с .«-дст .! может быть использовано для !c< < i Е. < .; В а гi L I!! ! а f I < а В Л Е Н Н C и I<
Г Л. -:. В <;Ой.
< (ель иэйбретечиЯ вЂ” получение инфоо;. Вции О кристаллизации для Возможных
;;ристаллографическиx ориpfiòÿöèé и о релаксации фронта к эисталлизации.
Структура и свойства Выра.диваемых кристаллов суofå< тьенным образом определяются морфо "Ог ей фронта кристаллизации, xGTGGàII за в.1c .1т от поверхностно.I !
< Огии границ.i раздела ф з и кинетического коэфф,!ц.<е< та, име,o »x различную ан,1эотро ll1lo в за исимости от типа кри—
cTú ëL1vесI<0й реLIJ2òêл Для напоавлеHHÎи кристаллизацл<и1, когда напоавление переме<1ения фронта кристэллизации опоеделяетс1 ориентаций -ес "ического градиента, „„Я2„„1624065 А1
<л1)5 С 30 В 13/28, 35/00 голучение информации о коисталлиэац;!и для Всех возможных,<оисталлогпафических орлентаций l1 О Оелаксации фронта кристаллизации, Устройство вкллочает горизонтальную платфоому, на которой последовательно установлены нагреватель и
;;ОЛОДИЛЬНL1К, КОTОРЫЕ ВЫПОЛНЕНЫ В ВИДЕ параллельных пластин, размещенных с зазором. На платформе установлены направляющие для перемещения в зазоре рамки с
К <ЭВЕТОй ДЛЯ !1С <0
=:-.;;.12<ьена н - рогрг<: улооэ.-нном к.- .<. -, »стан<эь 1еннс<,е-тс:3льнcм от=:. :"..;l1 ьч Iк i. < <а 1 и Iми . !! « . лен .. < к с ко<1 . 1
", ООфОЛОГИЧЕСКИХ ИЭМЕНЕНИй ЯВЛЯЕ"; «JC энтация I-вправлений прей
G0ñòà Гдля I .ðècTàëëîí с GU,4 .; I цК вЂ” ре щетками это кубические GcL1, т.2 001>) относительно направления этого градиента. Изменение угла между этими направлениями — О, обычно приводит к увеллчен:110 с-в-- --,ени-устойчивости фронта кри таллизац;IL и <-оответственно к измененлю его морфол"гических форм. Сушествм<эщие устройств для исследования направлен <эй кристаллlf =ации Н< позволяют по1уча<ь информа,п!о О На фиг.1 показано уст,эойство, общий вид; HJ фиг.2 — то же, фронт льный раэр з; Ila фи<-.3 — то же, Вид сверху(верхний нагревателbHый элемент и xîf10,-. 1624065 не показаны); на фиг.4 — разрез А-А на фиг.2; на фиг,5 — разрез Б-Е на фиг.2. устройство содержит размещенные на платформе 1 водоохлаждаемый холодильн.!к r и нагрева-,ель 3, состоящий из двух .".,-„ .нтичных нагревательных элементов, в (зегул!1руемом с помощь!о грижимных винтов 4 зазоре которы.: движется рамка 5 вдORb направляющих крепежной с Toйки 6 с 00; !Сщью средства для перемешения 7, D онусообразном отверстии которой помее.еНО Oðîrpeäóèpîeàííee повооотное <о/!ь l0 H. e клинообразное отверстие (не ПОКаэано) КОТОРОГО По..гЕГЦЕ:« à "Ê!Îeeiа 9 С ,iccледуемы!л вещество",.1,. Teрмопаоой 10, «e0L f;,,ные:;Онцьi:;".-,с .,! помещ: .-ILI:-,,7зе / к;..>-;-...! г!, .:-=ill 0 > . ! 1,гг Лг. „1 -,;-; i ) «г, 0 .1 л -! Г, . г с п е «e;. i!1 c.,„- ", с б 0 е ! 0— г, I 3 i Р. ICir. Лi .137 L(i: Ю . !ЕT, i,, . i, . !3, О,,, ОН ОВ Т«ГС;:, ОгаР«! по(! псэо.:отЕ В Во;0 0 Ieee;:Ь, С "ЛЬШЕ ДИ 3.Гг.н=-ли:::0Л Э О .. - .,Н /.. Л 1На i!àçà Н "-.,0. з.1l r0 «,«CТi » С",3I@ ÖË, IOН i 1Л ., И" IQIOL!,Е г0 Q(!, -;, =.L!Ici..i ll-.,=:; ературу и/!а!!лен,,я 0,,. .е 1и 1(11-:.! тep I!!ч ; 0: 0 Гра 11 нi . p=i .i.! О., г э ./. . I. (.;Орссть f1epe. 1 щан.!я рз ..к!1.,,:,:;; c. Затраеc«H";ié кристалл /стэ: а!3л.-.: з !ст а ;, чтобы ; р!!сталлс,. 3 III li- ;=.— кое,,;>.."ени:. (001; со п=,,ал - с ;-:;.,:р: вле -.:;-.;!-,ер;. 1«ес.:огe pe.,. -:;-:. —, / Г", / ;.а1; i4 !О. - зт . л/ -!з;;-,,10 n I ; гг1,:,Д! .!г!П „"„.,-1-,,; 0 „.1Л 00,С, <1-;;;,i ;л бь:; D OL«3 =тороны От нуле13сй ст "i
О.(. .,Оri.: . СОНГ: ., .;ЛЕТ C TOЛЩИНОLI,,а.. 1 !1, О!! е ;на изсл !!p /le l1,,lõ пласти ь! 3 1аГрева.,! -,,:х эгел! н-,:.::. 0 гаеляет 4 м 1, ! :ст7!c ciañ расс;.е. с",å,",уюl l -.Зр7Е! Н1:(;: . ..0 ITO- С МЕГКДЕН СИ-, .Ы I !!, !л1„;-,1. 10и, r „-. C = 1 -. ;:-.. 1!с э!о-,-.ост .:.3-репу/I. 1рн,! ресг!<;Ли:.ке -.. -!х . с 1метои-! ых (боковые эе.—: .л с:.,-.1"л ст 1 пр к —.; !вски с 0„ ной сiñð0íû стася:: I P, P L -,, ) - —. "„1 т О В С 0 С Р Е ч Н И М М Е ж Г(Е ! г !.,il- I.:. г ао; .1"тром 310 .км. 13, I е р . 1/IññëГ,,"! i к0!!с а !л(!са -.С ц!1,-,-. - кцинг. !Ито !ла в поедлег, е:1сл! ;:,7!(l c3 01)!!! pe 1, ".ль 0 ;,с:с:ть ",: .". . - щ".: ия ра;. i из. :3-!.—:.От .т °;.=:;!Л;, КР„IТ1!«Г - 10!! ve 3ССТ I !10Т|- 3 .. т !.«fille cia! фрОнта к!Оиста !/i !зац!!!1 :5:- .;... с . сть /! от yrfl;; Эс!!едующа : „. :li30,c ",0 совпадан! 1; /1ееой меi;,i i ;а: л.! "., -. f". ; .:;. Jc! .00й выше тел!пера3уг>.I -;;:.елен!!!: Сед,е;.1Огс ее!цест7а "1 р;-.е-! л ег. !!От Оольшу "";сть вещества. Темпер;,;. ", ..1;естга кснтролируют с по.!Ощью г 0.,!Опары 10, Затем выхлюча!от нагреват:л 3, в результате чег0 созда отея ус !Ов!я д, я роста дендрлтов из затравки а ПРЕ,!МУЩЕСг! Е !Н .! НЛПОЛВ/!гНИИ (Н.--,ПРИ;.1ep, для в< .!пес г7: с Qi < или ГЦК решетками - 001> ). ко:Орое ч":ùå всего «е со-палаe T l пра7в!!ение;.! пере.1е! l I! я ,емки 5, „зн-. ит «I те:-:1ч с:.ого гоадие;.fa. С помощь!о поворотного кольца 6 совмещают преимущес-,венное направление рос а с направле.1ием термического град!Ис !та, че;.1/ соответству "i yron CÇ, рав!!ый 1/, ю. З7те;.! вкл!о !а!От:i 3греватель 3 и рас /го,i Я, (((! 1гга-, 0 I 10 I 20 I 30 I 45 — т — —. — — — —1С «0= ! ! г! ! рость% 1 ° YI ) c 3,0,""0, «0061 и 09? (.! 10 3, 1 . :! н с, ма : i 1 3 и О и ма пах !1 и !1 i I 3 .,5 .= =- 0 с. 0-зе с-вует;.!с;.ледовэниям из=е— -НЫ>- yr.т! -1;! -rf30 П р и м -: р 3. Исслсду!от кр(1сталлизаL1;i 0 сун Kци:-1 Онит(э! !ла i,:, едлд! аемом с- pc,;ÑT ", -Гак же к 3к и в пр11мере 1 исходный; r0,: -./ = 35". При этом наблюд .-/т плавляют закристаллизованное вещество, чтсбы оставить малую затравку заданноЙ ориентации. После этого перемещают с постоянной скоростью рамку 5 с помощью 5 средства 7 в сторону холодильника 2 и исследуют с помощью средства для нзбл:оденил 13 (например, микроскопа и кинокамерой или фотоаппаратом) процесс направленной кристаллизации. Затем пово10 ротом кольца 3 изменяют угол Rc требуе;.1ым шагом и многократно повторя!От описаHH.Ie опеоации и исследуют вл!1янне ан 130-:. 00l! It повер;:HocTHoA энергии г!peHLIць! .аз ела и кинетического коэ!13ф.!ц;1ент;. 1Ь И<3 стаб 1льность и морфологию LI1,0нта;„- ° -.прае,!анной кристалллзаци;1, С цел(,;0 1624065 рост нерегулярно расположенных асимметричных дендритов с сильно развитыми с одной стороны ствола боковыми ветвями, которые развиваются в самостоятельные дендриты, подавляющие первоначально возникшие. Через 1000 с после начала роста кристалла угол О уменьшает до 5 при этом наблюдают выклинивание боковых ветвей, которые превращаются в стационарные дендриты без конкуренции. Многократное изменение угла О приводит к получению в ходе оелаксационного процесса структуоы с высокой дисперсностью и однородностью, чего нельзя достичь в стационарном ре:киме. Такого рода структуры невозможно получить в известном уст ро лстве. Лре.,-.,ложеннсе ус-.ройстB0 позволяет получить инФор",ацию о направлеHíGé, 5 Устройство для исследования направленной кристаллизации, включающее рамку с кюветой для исходного вещества. снабженной термопарой, установленную с возможностью перемещения между нагре10 вателем и холодильником. которые последовательно размещены на горизонтальной платформе, и средство наблюдения и контроля морфологии фронта кристаллизации, отл ича ю щеес я тем, что,с целью 15 получения информации о кристаллизации для возможных кристаллографических ориечтаций и о релаксации фронта кристаллизацил, в центре рамки выполнено конусообразное отверстие, в котором 20 установлено с возможностью поворота проградуированное кольцо, кювета размещена в этом кольце, нагреватель и холодильник выполнены в виде пластин, установленных параллельно с зазором, а платформа снаб25 жена направляющими дл= перемещения рамки в этом зазоре и средством регулирования величины зазора. 1624065
