Установка упорядоченной кристаллизации расплава бинарных соединений Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Величина погрешности обработки по предлагаемому алгоритму на основе НП соответствует уровню погрешности восстановления сигнала кубиче-. -бинированного способа восстановления, когда линейные участки восстанавливаются линейной интерполяцией, а нелинейные - кубическим сплайном. Ступенчатый принцип работы апертурного алгоритма [2] дает информацию о распределении по времени таких участков сигнала.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бронииков Л.В., Воскобойников Ю.Е. Комбинированные алгоритмы нелинейной фильтрации зашумленных сигналов и изображений // Автометрия. - 1990. - №1.

2. Сарычев В.В. Апертурный алгоритм подавления шума в первичном сигнале // Современные проблемы науки и образования. - 2007. - № 6. URL: www.science-education.ru/number_2007_06.html.

Сарычев Виктор Владимирович

Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.

E-mail: [email protected].

347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44.

Тел.: 8(8-8634)371-638.

Кафедра автоматизированных систем научных исследований и экспери-.

.

Sarychev Victor Vladimiroich

Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.

E-mail: [email protected].

44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.

Phone: 8(8-8634)371-638.

Department of Automated Research Systems Associate professor.

УДК 681.324

М.Д. Скубилин

УСТАНОВКА УПОРЯДОЧЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВА БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Описывается установка для упорядоченной кристаллизации бинарных соединений.

Вакуумная камера; вакуумный насос; вакуумметр; пирометр; источники энергии; лодочка с шихтой; блок управления; электромеханический привод лодочки; аналого-гщфровой преобразователь.

M.D. Skubilin

PLANT FOR REGULATE CRISTALIZATION OF MELT BICOMBINATIONS

Describe plant for regulate cristalization of melt bicombinations.

Vacuum chamber; vacuum pump; vacuum meter; pyrometer; sources of energy; boat with charge; pulley of remote control; electric drive of boat; transformer anal-ogy-figure.

Кристаллизация расплава бинарных соединений, к которым относится и , , его доменов, что снижает плотность и спайность доменов последнего, а следовательно и его диэлектрическую проницаемость и твердость [1]. Неупорядоченная кристаллизация лейкосапфира, наряду с примесями, существенно влияет на его диэлектрические и оптические свойства [2].

- -бования к свойствам лейкосапфира. К ним, в первую очередь, относятся такие характеристики как диэлектрическая проницаемость, тугоплавкость и др. [3]. Традиционные методы кристаллизации расплава лейкосапфира, в силу , , -чении направленной кристаллизации и автоматизации технологического процесса с целью обеспечения заданных свойств лейкосапфира для нужд элек-.

Известные установки обладают ограниченными точностью и достоверность результатов контроля технологических параметров, вакуума и температуры, что обусловлено погрешностями вакуумметра и пирометра, из-за изменений во времени пропускной способности, прозрачности, канала оптической , -- -, -тами, что обусловлено ручным, человеком-оператором, управлением источником тепловой энергии и электромеханическим приводом лодочки.

Для технологических нужд микро- и наноэлектронной аппаратуры разработана установка направленной кристаллизации расплава бинарных соединений (лейкосапфира), функциональная схема которой представлена на рис.1. Уста-

1, 2, насос 3, соединенный патрубком 4 с вакуумной камерой 1, вакуумметр 5, источ-

6 , 7 8 / 9 ,

10 , 11 , 12 -зи, проходящий через стенки теплоизолированной камеры 2 и вакуумной каме-1

направленности на содержимое лодочки 7, электронный пирометр 13 [4-11], за-14 7, 15 ,

генератор 16 тактовых импульсов, распределитель 17 импульсов, электромеханический привод 18 лодочки 7, аналого-цифровой преобразователь 19, задатчик

20 1, 21 -22 , 5 - - ,

13 - электронный радиационный многоканальный, а электромеханический привод 18 выполнен на шаговом двигателе [12-14].

Сеть

Рис. 1. Установка упорядоченной кристаллизации расплава бинарных

соединений

Установка направленной кристаллизации расплава бинарных соединений (лейкосапфира) работает следующим образом. Задатчиками 20 и 14 устанавливаются заданные значения глубины вакуума N20=P3 в камере 1 и температуры N14=T3 содержимого лодочки 7, соответственно (здесь знак ^ - знак пропорциональности). Шихта 8 лейкосапфира загружается в лодочку 7, а лодочка

7 2.

закрытия шлюзов теплоизолированной 2 и вакуумной 1 камер, запуск уста. 14 N14 20 N20

сравнивается с содержимым выходов пирометра 13 N13=T(t) и аналогоцифрового преобразователя 19 N19=P(t), соответственно. При условии N19<N20, , 3, 11

, .

3 1. -

1 , , -ром 5, который способен оценивать давление P(t) на интервале до 10-14 мм рт.

. (t) 1 -лого-цифровым преобразователем 19 в его цифровое значение N19=P(t). Эле-

21

P(t)<P3, т. е. при Ni9<N20, и низкий потенциал при Р>Р3, т. е. при NJ9>N20, что обеспечивает работу насоса до выполнения условия P(t)=P3 и исключает его (t) . 13 (t)

7. 13

содержимого ЛОДОЧКИ 7 ПО T(t)=q\(I;JT(t)-I;2T(t))/(X 1~Х2)\, до Г=1015 °С с точностью не ниже ±20 °С, где: q-коэффициент пропорциональности, Х1 и Х2 - длина волны излучений регистрируемых пирометром 13, a I}_1T(t) и I}2T(t} - интенсивности излучений на длинах волн Х1 и Х2 соответственно при произвольной темпе-(t) . 13 -

вышает 0,001 сек. Содержимое выходов пирометра 13 N13=T3 и задатчика 14 N\4=T(t) непрерывно сравнивается элементом 15 сравнения. При N13<N14 (при T(t)<T3), но при N19<N20 (при P(t)<P3), на выходе элемента 22 ИЛИ устанавливается высокий потенциал, а блок 11 управления, по своему второму выходу, соединяет соответствующий выход блока 10 питания с источником 6 тепловой , , (t) .

достижении равенства N13=N14 (T(t)=T3), на втором выходе элемента 15 сравнения устанавливается высокий потенциал, по переднему фронту которого срабатывает распределитель 17 импульсов и привод 18 лодочки 7. Приводом 18, пошагово с частотой f16, определяемой генератором 16, лодочка 7 перемещается до момента наступления неравенства N13<N14 (T(t)<T3), а по достижении равенства N\3=N14 (T(t)=T3) привод 18 вновь перемещает лодочку. И так до достижения

, 4, 6

энергии и привод 18 лодочки 7, через распределитель 17, элемент 22 ИЛИ и

11 , , ,

8, , .

Экспериментально получены следующие сравнительные результаты свойств лейкосапфира: спонтанной кристаллизации - N=8,96 и £=5,87 (в произвольном направлении); направленной кристаллизации - N=9,23 и £=5,63 (в поперечном) и - N=9,23 и £=5 (в продольном направлении); другие свойства лейкосапфира не исследовались.

Т.о., установка направленной кристаллизации расплава бинарных соеди-( )

параметров, температуры и глубины вакуума, процесса, точности поддержания технологического процесса выращивания кристаллов лейкосапфира при однородности и улучшении их свойств, а также минимизацию временных и энергетических затрат на технологический процесс.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Балицкая B.C., Лисицына Е.Е. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней. - М.: Недра, 1981. - 174 с.

2. Корн шов Н.И., Солодова ЮЛ. Ювелирн ые камни. - М.: Недра, 1987. - 282 с.

3. . ., . . : , ,

методы контроля, применение. - М.: МИЭТ, 2004. - 140 с.

4. Патент 2270984 (RU). Пирометр. //Письменов А.В., Поляков В.В., Скубилин МД. Опубл. в Б.И. - 2006. - № 6.

5. Патент 2225600 (RU). Пирометр. // Скубилин М.Д., Письменов А.В. Опубл. в Б.И.

- 2004. - № 7.

6. Патент 650 (KG). Пирометр. // Скубилин М.Д., Варзарёв Ю.А., Чередниченко Д.И. Опубл. в Б.И. - 2004. - № 3.

7. Патент 8403 (UA). Шрометр. // СкубШн М.Д., Шсъменов А.В., Поляков В.В. Опубл. в Б.И. - 2005. - № 8.

8. Patent 20060021 (AZ). Pirometr. Скубилин М.Д., SkubilinM.D., KasimovF.C., Varzarev Y.N., Опубл. в 2006.

9. Патент 9672 (BY). Пирометр. Скубилин МД., Письменов А.В., Бублей С.Е. Опубл. в 2007.

10. Патент 18654 (KZ). Пирометр. Скубилин МД., Письменов А.В. Опубл. в Б.И.

- 2007. - № 7.

11. Патент 03285 (UZ). Пирометр. С кубилин МД., Письменов А. В., Поляков В. В. Оп убл. в Б.И. - 2007. - № 2.

12. Патент 2331722 (RU). Установка направленной кристаллизации расплава.

//С^билин МД. Опубл. в Б.И. - 2008. - № 23.

13. Патент 2341593 (RU). Установка кристаллизации расплава лейкосапфира.

//С^бшш МД., Письменов А.В. Опубл. в Б.И. - 2008. - № 35.

14. Патент 427 (KZ). Установка кристаллизации расплава лейкосапфира. //Лебедев А.С., Малюков СМ., Скубилин МД., Чередниченко Д.И. Опубл. в Б.И. - 2009. - № 4.

Скубилин Михаил Демьянович

Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.

E-mail: [email protected].

347902, г. Таганрог, 10 пер., д. 114.

.: 8(86-34)371-689.

Кафедра систем автоматического управления.

.

Skubilin Michail Demijanovitch

Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.

E-mail: [email protected].

10, street, h. 114, Taganrog, 51347902, Russia.

Phone: 8(86-34)371-689.

Department of Automatic Control Systems.

Associate rofessor.

УДК 621.315.592

С.П. Малюков, В.И. Зайцев, С.Н. Нелина

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ЛЕЙКОСАПФИРА ПРИ ВЫРАЩИВНИИ МЕТОДОМ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОЙ

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Структурное совершенство монокристаллов, выращиваемых искусственным путем, зависит от условий выращивания, создаваемых в кристалли-. -ращивания монокристаллов лейкосапфира было проведено детальное исследование температурного поля в камере и в системе расплав - кристалл лей.

Температурное поле; рост; расплав; монокристалл; сапфир.