Управление формой и свойствами профилированных кристаллов сапфира в процессе их выращивания

• Автор: Курлов, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 238 с. : ил.

ВВЕДНИЕ
ГЛАВА 1. СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ САПФИРА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ САПФИРА ИЗ РАСПЛАВА (ОБЗОР)

1.1. Основные свойства кристаллов сапфира и области применения

1.2. Основные методы получения кристаллов сапфира из расплава

1.2.1. Методы получения объемных кристаллов сапфира из расплава

1.2.1.1. Метод Вернейля

1.2.1.2.Метод Чохральского

1.2.1.3. НЕМ метод

1.2.1.4. Метод направленной кристаллизации

1.2.2. Способы получения профилированных 1фисталлов

сапфира из расплава

1.2.2.1. Варианты способа Степанова с использованием капиллярной подпитки
1.2.2.1.1. Метод EFG (edge-defined film-fed growth)
1.2.2.1.2. Метод вариационного формообразования
1.2.2.1.3. Кристаллизация из элемента формы (GES метод).
1.2.3. Выращивание оксидных волокон из расплава.
1.3. Выводы.
ГЛАВА 2. МЕТОД НЕКАПИЛЛЯРНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ.
2.1. Образование дефектов в местах встречи потоков расплава под фронтом тфисталлизации.
2.2. Принцип метода некапиллярного формообразования, выращивание монолитных кристаллов сапфира с постоянным поперечным сечением.
2.3. Выращивание кристаллов сапфира переменного сечения с использованием некапиллярной подпитки.
2.3.1. Выращивание сапфировых тиглей.
2.3.2. Выращивание сапфировых полусферических заготовок NCS методом.
2.4. Выводы по Главе 2.
ГЛАВА 3. ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ САПФИРА СЛОЖНОЙ ФОРМЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОПТИКИ.
3.1. Распределение температуры и термоупругих напряжений вблизи фронта кристаллизации в кристаллах сапфира, выращиваемых GES методом.
3.2. Причины образования трещин и поиск оптимальных условий выращивания сапфировых полусфер, свободных от трещин.

3.2.1. Типы разрушения в процессе выращивания
3.2.1.1. Численный анализ напряжений
3.2.1.2. Образование трещины
3.2.1.3. Распространение трещины
3.2.2. Критерий критической скорости деформации
3.3. Выращивание сапфировых полусфер GES методом
3.3.1. Использование установки с горизонтальным перемещением штока
3.3.2. Формирование полусферической заготовки
необходимой геометрии
3.3.3. Параметры выращивания полусферы
3.3.4. Управление выращиванием полусферической заготовки
в режиме реального времени
3.4. Механические свойства кристаллов, выращенных GES методом. ЮЗ
3.5. Выводы по Главе 3.
ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫРАЩИВАНИЯ
ПРОФИЛИРОВАННЫХ КРИСТАЛЛОВ САПФИРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАТЧИКА ВЕСА
4.1. Описание общей структуры автоматизированной системы управления. П5
4.2. Затравливание
4.3. Разращивание

расплав
замкнутый
объем
затравка
тигель
газовые
включения
некапиллярный канал
капиллярный канал
монолитный кристалл
Рис. 10(а-г) Схема стадий выращивания монолитных кристаллов варианта метода с использованием капиллярной подпитки, (д)
Поперечные сечения профилированных кристаллов сапфира, выращенных ИСБ методом. Слева - кристаллы выращивались при одновременной подпитке расплавом из капиллярного и некапиллярного каналов, справа -при подпитке только из некапиллярного канала.