Способ непрерывного получения профилированных кристаллических изделий из расплава

 

Изобретение относится к способу непрерывного получения профилированных кристаллических изделий из расплава и позволяет регулировать форму поперечного сечения выращиваемых изделий, увеличить их длину, получать изделия с криволинейной продольной осью и изделия малой толщины. Изделия вытягивают из расплава на затравку. Затравку удерживают на оси вытягивания, а столб расплава, примыкающий к фронту кристаллизации, плавно перемещают от оси вытягивания. Отношение скорости столба расплава, примыкающий к фронту кристаллизации, плавно перемещают от оси вытягивания. Отношение скорости столба расплава в горизонтальной плоскости к скорости перемещения затравки ≅6. Даны режимы регулирования параметров процесса для получения различных профилей изделий. На поверхность изделия подают хладагент. 5. з. п. ф-лы. 7 ил.

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов, более конкретно к выращиванию вытягиванием из расплава на затравку, и может быть использовано для получения профилированных поликристаллических и монокристаллических изделий из широкого круга кристаллизуемых материалов - металлов и их сплавов, полупроводников, диэлектриков. Цель изобретения регулирование формы поперечного сечения выращиваемых изделий, увеличение их длины, получение изделий с криволинейной продольной осью и изделий малой толщины. Сущность изобретения иллюстрируется фиг. 1-7. На фиг. 1 представлена схема осуществляемого способа с включением элементов устройства (вертикальный разрез); на фиг. 2-7 виды (продольные и поперечные сечения) некоторых профилированных изделий, получаемых заявляемым способом; на фиг. 2 изделия из алюминиевого сплава АМц пластинчатого типа, продольный профиль которого представляет собой ломаную: на фиг. 3 трубного изделия из сплава АМц с траекторией продольного профиля в виде ломаной; на фиг. 4 волнообразного изделия из сплава АМц с профилем поперечного сечения в виде трубы в листе; на фиг. 5 изделия из сплава АМц, продольный профиль которого представляет собой изогнутую пластину в виде четверти окружности; на фиг. 6 изделия из сплава АМц, продольный профиль которого представляет собой изогнутую пластину с траекторией в виде четверти эллипса; на фиг. 7 - кремниевой поликристаллической ленты. На фиг. 1 приняты следующие цифровые обозначения: 1 формообразователь (пунктиром дано первоначальное положение формообразователя, а сплошной линией положение формообразователя в фиксированный момент времени); 2 расплав; 3 формообразующий элемент (в данном конкретном случае в виде щели профилирующего отверстия); 4 столб расплава; 5 затравка; 6 вертикальный участок изделия, примыкающий к затравке; 7 затвердевший слой на фронте кристаллизации; 8 вертикальная ось вытягивания; 9 наклонный участок изделия; 10 приемно-распределительный узел для подачи хладагента. На этой же фигуре стрелками с буквами обозначены следующие направления; в вертикального вытягивания; F механических сил, прикладываемых к затравке с примыкающим вертикальным участком изделия; Г_р поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости; F₁ механических сил, прикладываемых к наклонным участкам изделия; V_в скорости вертикального вытягивания; V_г скорости поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости; х. а. струи хладагента; Г_x поступательного движения приемно-распределительного узла для подачи хладагента и струи хладагента в горизонтальной плоскости; Г_р1 возвратно-поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости; Г_х1 - возвратно-поступательного движения приемно-распределительного узла для подачи хладагента и струи, хладагента в горизонтальной плоскости; V_р - результирующей скорости получения изделия. Угол наклона профиля к горизонтальной плоскости обозначен α. На фиг. 2-7 приняты следующие обозначения: а, а₂, а₅ ширина щели формообразователя; а₆ ширина верхнего плата формообразователя; а, а₁, а₃, а₄, а₆ проекция толщины стенки профиля пластинчатого типа на горизонтальную плоскость; a, α₁, α₂, α₃, α₄, α₅, α₆ углы наклона профиля к горизонтальной плоскости; b, b₁, b₃, b₄, b₆ толщина стенки профиля пластинчатого типа; D, D_т наружный диаметр кольцевого отверстия формообразователя; d, d_т- внутренний диаметр кольцевого отверстия формообразователя; D, D₁, D₂, D_т - наружные размеры трубы; d, d₁, d₂ внутренние размеры трубы; S, S₁, S₂ толщина стенки трубы; А-А, В-В поперечные разрезы; Т - период колебания волнообразного профиля; А амплитуда колебания; Х ось абсцисс; V ось ординат; R радиус окружности продольного профиля; С - большая полуось эллипса продольного профиля; f малая полуось эллипса продольного профиля; h высота вертикального хода вытягивания наклонного участка ленты; l длина наклонного участка ленты. Представленная на фиг. 1 схема способа и элементы устройства даны применительно к выращиванию профилированных изделий из несмачиваемого формообразователя. Способ по п. 1 формулы изобретения осуществляют следующим образом. Формообразователь 1 погружают в расплав 2 до уровня его поверхности (первоначальное положение, образованное пунктиром). При этом расплав поступает к формообразующему элементу 3 и заполняет его, несколько выступая над кромкой формообразователя и образуя столб расплава 4. Затравку 5 вводят в профилирующее отверстие формообразователя 1, при этом затравка смачивается расплавом, после чего ей придают движение вверх в направлении вытягивания в. Выращивают вертикальный участок изделия 6 небольшой высоты, примыкающий к затравке 5, с тем, чтобы перед началом формирования наклонного участка с целью облегчения его проведения был завершен период вытягивания на пусковом режиме. Затем к затравке с примыкающим вертикальным участком изделия для исключения их отклонения от вертикальной оси прикладывают двухсторонние регулируемые механические силы F, направленные в сторону предполагаемого поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости в диаметрально противоположную сторону, после чего столбу расплава 4, примыкающую к затвердевшему слою 7 на фронте кристаллизации, придают движение в горизонтальной плоскости в определенном направлении Г_р от вертикальной оси вытягивания 8. При этом за счет сложения вертикального движения затравки вверх и поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости начинает формироваться продольный профиль изделия с невертикальной продольной осью. Для удержания наклонных участков кристаллизуемого изделия от смещения в сторону горизонтальной плоскости после начала формирования к ним прикладывают механические силы F₁, противоположные по направлению силам смещения изделия к горизонтальной плоскости. На фиг. 1 эта часть изделия показана в виде наклонного прямолинейного участка 9, расположенного под углом α к горизонтальной плоскости. Однако предлагаемым способом можно путем плавного изменения наклона формируемого профиля к горизонтальной плоскости во времени получать изделия и с криволинейным продольным профилем. После получения изделия требуемой длины и заданного профиля процесс прерывают путем резкого увеличения скорости вытягивания в вертикальном направлении V_в. Из параметров режима принципиальное значение для осуществления заявляемого способа имеет отношение скорости поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости V_г к скорости вертикального перемещения затравки V_в. Чем выше это отношение, тем меньше угол a наклона кристаллизуемого в данный момент участка изделия к горизонтальной плоскости. Согласно п. 1 формулы изобретения в течение процесса вытягивания изделия отношение указанных скоростей может колебаться от нуля до 6. При отношении этих скоростей, равном нулю, формируются вертикальные участки изделия, при любом другом отношении наклонные участки с прямолинейным либо с криволинейным продольным профилем. При указанном отношении, равном 6, формируется участок изделия с минимальным по заявляемому способу углом наклона к горизонтальной плоскости ≈9^o. Все остальные параметры режима (температуры, давления, скорости и другие) будут зависеть от вида кристаллизуемого материала, его структуры, вида выращиваемого изделия и т. п. В результате поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости при вытягивании изделия за счет различных отношений скоростей этих движений можно получать изделия с различным продольным профилем, в том числе с криволинейным (фиг. 5 и 6). Одновременно может осуществляться регулирование формы поперечного сечения выращиваемых изделий. Размеры поперечного сечения изделия в направлении поступательного движения столба расплава определяются проекцией соответствующих размеров формообразующего элемента на плоскость, перпендикулярную направлению наращивания изделия в каждый данный момент. Отсюда, как следует из фиг. 2: b = a · sinα, где а размер поперечного сечения формообразующего элемента; b соответствующий размер поперечного сечения изделий плоскостью, перпендикулярной направлению наращивания участка изделия; a угол наклона изделия к горизонтальной плоскости. Чем меньше значение угла a, тем при одних и тех же размерах формообразующего элемента формообразователя меньше указанные размеры поперечного сечения изделия. Аналогичные зависимости имеют место для различных размеров поперечных сечений изделий на фиг. 2, 3, 5 и 7. Из фиг. 7 также видна возможность устойчивого получения изделий малой толщины из щели шириной приблизительно 1 мм (b₆=1·sin 10^o=1·0,18 мм 0,18). Наконец, как это показано на фиг. 2-7, общая длина выращенного изделия в заявляемом способе всегда больше высоты вертикального хода вытяжного механизма. Особенно велика эта разницы для случаев вытягивания изделия под малым углом к горизонтальной плоскости (фиг. 7). Таким образом, заявляемый по п. 1 формулы изобретения способ позволяет обеспечить выполнение всех поставленных в нем целей. Предлагаемый способ можно осуществлять не только из несмачиваемого формообразователя (как это показано на фиг. 1), но и из смачиваемого формообразователя по EFG варианту способа Степанова. В этом случае роль формообразующего элемента будет играть верхнее плато формообразователя (фиг. 7), а затравку вводят не в профилирующее отверстие, а к столбу (пленке) расплава на указанном плате. Предлагаемым способом можно выращивать как поликристаллические, так и монокристаллические изделия из широкого круга кристаллизуемых материалов. В зависимости от вида кристаллизуемого материала (температуры плавления, степень его окисляемости, вредности и подобное) процесс выращивания изделий можно выполнять как в изолированных системах (вакуум, инертная среда), так и из открытого зеркала расплава. Для повышения производительности процесса при получении поликристаллических изделий согласно п. 4 формулы изобретения на поверхности кристаллизуемого изделия осуществляют подачу хладагента (х. а.) из движущегося приемно-распределительного узла 10 (фиг. 1). Подачу хладагента в приемно-распределительный узел включают сразу после придания затравке движения вверх в направлении вытягивания, а движение приемно-распределительного узла 10 начинают в момент вхождения наклонного участка изделия на уровень отверстий выхода хладагента из приемно-распределительного узла (х. а.). После этого приемно-распределительный узел 10 и струю хладагента перемещают поступательно в направлении (Г_х) и скоростью (V_г, аналогичными таковым для движения столба расплава в горизонтальной плоскости. После получения изделия требуемой длины процесс прерывают прекращением подачи хладагента. Перечисленная последовательность операций обеспечивает исключение нарушений заявляемого способа и создает постоянство условий охлаждения профилированного изделия в течение процесса вытягивания. С целью получения поликристаллических изделий с зигзагоили волнообразным профилем по длине изделия (фиг. 4) согласно п. 5 формулы изобретения осуществляют возвратно-поступательное движение столба расплава в горизонтальной плоскости в направлении Г_p1 (фиг. 1). Такое движение столбу расплава придают после выращивания вертикального участка изделия 6 небольшой высоты, примыкающего к затравке 5, и приложения к затравке с примыкающим вертикальным участком изделия механических сил F. Движение приемно-распределительного узла 10 и струи хладагента начинают в момент вхождения наклонного участка изделия на уровень отверстий выхода хладагента, после чего приемно-распределительный узел и струю хладагента перемещают возвратно-поступательно в направлении Г_x1 с периодичностью смены направления движения, аналогичной смене движения столба расплава. Для получения прямолинейных по длине профиля наклонных участков изделия согласно п. 2 формулы изобретения поддерживают постоянным отношение скоростей движения столба расплава в горизонтальной плоскости и вертикального перемещения затравки. При этом получается участок изделия 9 с определенным постоянным углом наклона к горизонтальной плоскости (фиг. 1). При необходимости последующего формирования прямолинейного по длине профиля участка изделия с другим углом наклона к горизонтальной плоскости изменяют отношение указанных скоростей до требуемого по расчету и снова поддерживают постоянным. При этом в промежутке между двумя прямолинейными участками с острыми углами наклона к горизонтальной плоскости может быть сформирован вертикальный участок изделия, как это показано на фиг. 2. С целью получения криволинейных по длине профиля участков изделия согласно п. 3. формулы изобретения осуществляют непрерывное изменение отношения скорости движения столба расплава в горизонтальной плоскости к скорости вертикального перемещения затравки, которое может быть начато сразу после выращивания вертикального участка изделия 6 небольшой высоты, примыкающего к затравке 5 (фиг. 1). Для выращивания участков изделия с продольными профилями, представляющими собой участки конкретных кривых второго порядка окружности (фиг. 5), эллипса (фиг. 6), гиперболы, параболы, необходимо проводить программное изменение отношения указанных скоростей по соответствующим для траектории требуемого профиля уравнениям в декартовых прямоугольных координатах. При необходимости формирования промежуточных прямолинейных участков, продольного профиля осуществляют переход на вытягивание в определенный период времени с постоянным отношением упомянутых скоростей. Для повышения стабильности процесса с улучшенным качеством изделий и увеличением выхода годных за счет этого согласно п. 6 формулы изобретения в течение процесса поддерживают постоянной результирующую скорость V_p получения изделия (фиг. 1). При этом в случае выращивания участков изделия с прямолинейным продольным профилем скорости движения столба расплава в горизонтальной плоскости и перемещения затравки также поддерживают постоянными, при получении участков изделия с криволинейным продольным профилем обе указанные скорости изменяют по определенному закону, сохраняя постоянной V_p. Так при получении участка изделия, продольный профиль которого представляет четверть окружности для поддержания постоянной V_p, изменение скоростей V_т и V_в следует проводить со следующему закону: где R радиус окружности продольного профиля; x расстояние по горизонтали от точки на окружности продольного профиля до вертикальной оси, от которой начинается формирование участка окружности. Из указанной зависимости видно, что при удалении кристаллизуемого в данный момент участка изделия от вертикальной оси вытягивания V_в нарастает, а V_г уменьшается. Ниже приводятся примеры получения конкретных профилированных изделий, изображенных на фиг. 2 7. Пример 1 (фиг. 2). Получение изделия пластинчатого типа, продольный профиль которого представляет собой ломаную (состоит из прямых участков листа с разными углами наклона к горизонтальной плоскости). Материал алюминиевый сплав АМц. Ширина щели формообразователя а=3 мм. Как видно из фиг. 2, профилированное изделие состоит из четырех участков по длине: 1-го - вертикального, 2-го наклонного к горизонтальной плоскости под углом α =45^o, 3-го вертикального, 4-го наклонного к горизонтальной плоскости под углом a₁=30^o. Получение указанного профилированного изделия осуществляли следующим образом. Температура расплава в зоне формообразователя в течение процесса составляла Т_p 690 694^oС, погружение верхней плоскости формообразователя в расплав H=1,0-1,5 мм, 1-й вертикальный участок изделия, примыкающий к затравке, выращивали после выхода из пускового режима при скорости вертикального вытягивания V_в≃ 3 м/ч с расходом охлаждающего воздуха на каждую сторону q= 0,25 м³/ч на 1 см ширины профиля. При этом толщина составляла 3 мм. Затем столбу расплава придавали движение в горизонтальной плоскости. Для того, чтобы получить участок профиля с α = 45°, скорости V_в и V_г устанавливали равными, так как их отношение определяется tgα, а для α = 45° тангенс составляет единицу. Результирующую скорость получения изделия V_р сохраняли 3,0 м/ч, т. е. равной скорости вытягивания вертикального участка изделия. При этом . Расход охлаждающего воздуха q₁ устанавливали из соотношения q₁=q· sinα= 0,25·0,71= 0,18 м³/ч на 1 см ширины на каждую сторону листа. Толщина изделия b, определяемая проекцией ширины щели формообразователя а на плоскость, перпендикулярную направлению наращивания изделия, должна составлять b=a· sinα 3·sin45^o=3·0,71=2,13 мм. Фактическая средняя толщина изделия составляла 2,2 мм, лишь незначительно превышая расчетную. Для формирования 3-го участка (вертикального) прекращали движение столба расплава в горизонтальной плоскости, а V_в и q устанавливали такими же, как при получении 1-го участка изделия. После завершения формирования требуемой длины вертикального участка снова придавали столбу расплава движение в горизонтальной плоскости. Для того, чтобы получить участок профиля с α₁=30°, отношение скоростей V_в и V_г устанавливали равным tgα₁=0,58. V_р сохраняли 3,0 м/ч. При этом V_в устанавливали из выражения V_в=V_р·sinα₁=3·0,5=1,5 м/ч. Значение V_г находили из уравнения . Расход охлаждающего воздуха q₂ устанавливали из выражения q₂=q·sinα₁= 0,25·0,5= 0,125 м³/ч на 1 см ширины на каждую сторону листа. Толщина изделия b₁ должна составлять b₁=a₁·sinα₁=3,0·0,5=1,5 мм, а фактически была 1,6 мм, лишь незначительно превышая расчетную. Пример 2 (фиг. 3). Получение трубного изделия с траекторией продольного в виде ломаной. Материал сплав АМц. Наружный диаметр отверстия формообразователя D=14 мм, внутренний d=10мм, ширина кольцевого отверстия . Согласно фиг. 3 профилированное изделие состоит из трех участков по длине: 1-го вертикального, 2-го наклоненного к горизонтальной плоскости под углом α₂=60°, 3-го наклоненного к горизонтальной плоскости под углом α₃=20°. Т_р 690 694^oC, H 1,0 1,5 мм. Расчеты V, q, геометрических размеров изделия проводили по аналогии с примером 1. 1-й вертикальный участок выращивали при V_в=3,6 м/ч с расходом охлаждающего воздуха на 1 см периметра профиля q 0,4 м³/ч. Геометрические размеры поперечного сечения соответствовали размерам формообразователя: D=14 мм; d=10 мм; S=2 мм. Для формирования 2-го участка столбу расплава придавали движение в горизонтальной плоскости. При этом Расход охлаждающего воздуха на 1 см периметра профиля q₁=q·sin 60^o= 0,4·0,87= 0,35 м³/ч. Рассчитывают геометрические размеры изделия в сечениях А-А, перпендикулярном направлению выращивания профиля. Наружный размер D₁= D·sinα₂= 14·0,87= 12,2 мм; внутренний размер d₁=d₁·sinα₂=10·0,87=8,7 мм; толщина стенки S₁= мм. Фактические размеры были близки к расчетным: D₁= 12,5 мм; d₁=8,8 мм; S₁=1,85 мм. В направлении, перпендикулярном этим размерам и проходящем через центр сечения изделия, размеры так же, как и для 3-го участка, соответствовали соответствующим значениям вертикального участка. Это связано с тем, что в указанном направлении движение столба расплава в горизонтальной плоскости отсутствует. При переходе к формированию 3-го участка соотношение скоростей V_в и V_г устанавливали на 1 см периметра профиля. Расчетные геометрические размеры в сечении В-В, перпендикулярном направлению выращивания профиля: D₂=D·sinα₃=14·0,34= 4,8 мм;d_k=10·0,34= 3,4 мм;. Фактические размеры (D₂= 5,2 мм; d₂=3,5 мм, S₂=0,85 мм) близки к расчетным. При необходимости снижения разностенности профиля по поперечному сечению (как и в других примерах) возможно применение дозированной подачи хладагента на отдельные участки поперечного сечения. Пример 3 (фиг. 4). Получение волнообразного изделия из сплава АМц с профилем поперечного сечения в виде трубы в листе. Наружный диаметр трубы D_т=20 мм, толщина стенок 1,5 мм, угол наклона профиля к горизонтальной плоскости α₄=45°. После получения небольшого вертикального участка профиля, в котором размеры поперечного сечения были равны соответствующим размерам формообразователя, столбу расплава придавали возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости. Амплитуда колебаний столба расплава и изделия (по продольному профилю) А=20 мм, период колебаний Т=80 мм. Закругления продольного профиля при его изгибах обеспечиваются путем постепенного снижения скорости V_г непосредственно перед изменением направления движения столба расплава в горизонтальной плоскости и постепенного повышения скорости этого движения сразу после изменения его направления. Расчет скоростей, расходов воздуха и геометрических размеров изделия проводится по аналогии с примерами 1 и 2. Пример 4 (фиг. 5). Получение изделия из сплава АМц, продольный профиль которого представляет изогнутую пластину с траекторией в виде четверти окружности. Ширина щели формообразователя а₂=3,0 мм. Радиус окружности траектории продольного профиля R=30 мм. Для получения указанного профиля проводили программное изменение отношения в декартовых прямоугольных координатах для траектории окружности в соответствии с уравнением X²+Y²=R² (где X, Y оси абсцисс и ординат на фиг. 5), определяющим форму продольного профиля. При получении вертикального участка профиля V_в=3,0 м/ч, V_г=0, q=0,25 м/ч на 1 см периметра профиля на каждую сторону. При переходе к получению криволинейного профиля V_в приближается к нулю, а V_г постепенно приближается к 3,0 м/ч; в конце формирования профиля с траекторией четверти круга V_г приближается к нулю, а V_в к 3,0 м/ч. Скорости V_г и V_в в момент наклона профиля к горизонтальной плоскости под углом α₅= 45° будут равными. При V_р=3,0 м/ч V_г= V_в и составят примерно 2,1 м/ч. По аналогии с примером 1 q₁ был 0,18 м³/ч на 1 см периметра профиля на сторону. Толщина профиля b₃=3·sin45^o=2,13 мм. Толщина профиля в начальный момент формирования криволинейного продольного профиля приближаясь к нулю (составляла приблизительно 0,2 мм), а в конце формирования b₄=a₄=a₂≃ 3,0 мм.. Пример 5 (фиг. 6). Получение изделия из сплава АМц, продольный профиль которого представляет собой изогнутую пластину с траекторией в виде четверти эллипса. Ширина щели формообразователя a₅=3,0. Полуоси эллипса имели размеры: большая C=40 мм, малая f=20 мм. Для получения указанного профиля проводили программное изменение отношения в декартовых прямоугольных координатах для траектории эллипса в соответствии с уравнением (где X, Y оси абсцисс и ординат на фиг. 6), определяющим форму продольного профиля. При получении вертикального участка профиля V_в=3,0 м/ч, V_г=0, q= 0,25 м/ч на 1 см периметра профиля на каждую сторону. Расчет скоростей, расходов воздуха и геометрических размеров изделия проводится по схеме, аналогичной схеме примера 4. Пример 6 (фиг. 7). Получение кремниевой поликристаллической ленты из смачиваемого графитового формообразователя по EFG-варианту способа Степанова в вакуумной установке вытягивания в среде аргона. Роль формообразующего элемента играет верхнее плато формообразователя с шириной а₆=1 мм. Угол наклона выращиваемой ленты к горизонтальной плоскости α₆= 10°. При вытягивании небольшого вертикального участка толщиной 1 мм при V_в=10 мм/мин для получения наклонного участка ленты требуется придать поступательное движение столбу расплава в горизонтальной плоскости с V_р≃ 10 мм/мин.При этом V_в= V_р·sin10^o= 10^o0,17=1,7 мм/мин.V_г= мм/мин. Толщина ленты составит b₆= a₆· sinα₆= 1·0,17 ≃ 0,17 мм ≃ 0,2 мм. При высоте вертикального наклонного участка ленты h=200 мм длина этого участка составит
. Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом, действительно обеспечивает возможность регулирования формы поперечного сечения выращиваемых изделий, увеличения их длины, получения изделий с криволинейной продольной осью и получения изделий малой толщины. Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого способа характеризуется:
возможностью однооперационного получения изделий с продольной осью в виде ломаной с криволинейной продольной осью;
возможностью регулирования формы и размеров поперечного сечения выращиваемого изделия в процессе его получения;
возможностью получения изделий малой толщины (≅0,3 мм);
возможностью получения изделий большой длины, превышающей высоту вертикального хода вытяжного механизма;
возможностью программного управления формой продольного профиля изделий и получения изделий с траекторией продольного профиля в виде различных кривых второго порядка, зигзаго- и волнообразных кривых;
возможностью использования для получения профилированных поликристаллических изделий и монокристаллов широкого круга материалов, для несмачиваемых и смачиваемых формообразователей;
повышением стабильности состава, структуры и свойств изделия в объеме, вследствие перемешивания расплава на его границе с кристаллизуемым изделием и выравнивания температурного поля;
упрощением и удешевлением изготовления изделий в результате исключения сборочных и соединительных операций (сварка, пайка и другие), необходимых при изготовлении сборных (немонолитных) изделий сложных форм продольного профиля, особенно в виде длинномерных изделия исключения многооперационных трудоемких и неэкономических методов;
расширением областей использования изделий.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного получения профилированных кристаллических изделий из расплава, включающий вытягивание кристаллизуемого изделия на затравку через формообразователь с приданием движения столбу расплава в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что, с целью регулирования формы поперечного сечения выращиваемых изделий, увеличения их длины, получения изделий с криволинейной продольной осью и изделий малой толщины, столбу расплава, примыкающему к затвердевшему слою, придают плавное поступательное движение в заданном прямолинейном направлении от вертикальной оси вытягивания, затравку и примыкающий вертикальный участок изделия удерживают на оси вытягивания, а наклонные участки изделия от смещения в сторону горизонтальной плоскости и поддерживают отношение скорости движения столба расплава в горизонтальной плоскости к скорости перемещения затравки в диапазоне ≅ 6. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения изделий с прямолинейными по длине профиля участками, отношение скоростей движения столба расплава в горизонтальной плоскости и перемещения затравки поддерживают постоянным при формировании участка изделия с соответствующим углом наклона. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения изделий с изменяющимся продольным профилем, контур которого включает участки кривых второго порядка в различной комбинации между собой и с прямолинейными участками, при вытягивании изделия проводят программное изменение отношения скорости движения столба расплава в горизонтальной плоскости к скорости перемещения затравки в соответствии с уравнениями в декартовых прямоугольных координатах для траектории требуемого продольного профиля. 4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса при получении поликристаллических изделий, на поверхности кристаллизуемого изделия осуществляют подачу хладагента при поступательном перемещении струи в направлении и со скоростью, аналогичными таковым для движения столба расплава в горизонтальной плоскости, с запаздыванием относительно начала движения столба расплава на время, необходимое для вертикального перемещения кристаллизуемого изделия от его нижнего уровня до уровня струи хладагента. 5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что, с целью получения поликристаллических изделий с зигзаго- или волнообразным профилем по длине изделия, после завершения поступательного движения столба расплава в горизонтальной плоскости в указанном направлении ему придают движение в противоположном направлении с пересечением вертикальной оси вытягивания на необходимое расстояние, количество циклов возвратно-поступательного движения столба расплава определяют по требуемому продольному профилю изделия, а возвратно-поступательное перемещение струи хладагента осуществляют с периодичностью смены направления перемещения, аналогичной смене движения столба расплава. 6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изделий и увеличения выхода годных за счет повышения стабильности процесса, результирующую скорость получения профилированного изделия поддерживают постоянной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7