Bridgman-Verfahren

Metallurgy
Melting
Allgemein

Kristallzüchtung aus der Schmelze. Das Funktionsprinzip vom Bridgman-Verfahren ist die Richtungserstarrung einer Schmelze bei der Translationsbewegung von der heißen Zone zur kalten Zone des Ofens. Der Tiegel mit geschmolzenem Material wird entlang der Achse eines Temperaturgradienten aus dem Ofen gezogen. Statt des Tiegels kann auch der Ofen die Bewegung ausführen. Das polykristalline Ausgangsmaterial wird im Tiegel vollständig verschmolzen. Danach wird ein kleiner einkristalliner Impfkristall am Unterteil des Tiegels angebracht, der das Wachstum zu einer bestimmten kristallographischen Orientierung führt. Während der Tiegel langsam in die kalte Zone eingeführt wird, fällt die Temperatur am Unterteil des Tiegels unter die Erstarrungstemperatur und das Kristallwachstum wird durch den Impfkristall an der Fest-Flüssig-Grenzfläche initiiert. Nachdem der Tiegel die kalte Zone passiert hat, wandelt sich die gesamte Schmelze zu einem einzigen einkristallinen Ingot. Das Bridgman-Verfahren kann in einer vertikalen (vertikales Bridgman Verfahren) oder in einer horizontalen Konfiguration (horizontales Bridgman-Verfahren) ausgeführt werden. Das vertikale Bridgman-Verfahren ermöglicht das Kristallwachstum in einer kreisförmigen Form, während das horizontale Bridgman-Verfahren einen D-förmigen Ingot produziert, ( High-Rate-Solidification-(HRS)-Verfahren).

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