Обработка материалов через оптически прозрачный шлак - RU2015131829A
Код документа: RU2015131829A
Формула
1. Способ, включающий направление энергетического луча через слой расплавленного шлака, который является по меньшей мере частично прозрачным для упомянутого энергетического луча, чтобы расплавить подаваемый материал для затвердевания и осаждения на подложку под слоем шлака.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
нанесение подаваемого материала и материала флюса в виде порошка на подложку;
перемещение энергетического луча по порошку с образованием слоя расплавленного шлака и расплавленного подаваемого материала; и
обеспечение возможности расплавленному подаваемому материалу затвердеть на подложке под слоем шлака позади перемещающегося энергетического луча.
3. Способ по п. 1, при этом энергетический луч содержит лазерный луч, а слой шлака содержит по меньшей мере одно из группы: фосфатное стекло, боросиликатное стекло, кремнезем, сапфир, фторид магния, фторид кальция, фторид бария, селенид цинка, кремний, германий и стекло ZBLAN.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий подвод подаваемого материала в слой расплавленного шлака в виде порошка, проволоки или полоски.
5. Способ по п. 1, дополнительно включающий подвод подаваемого материала в слой расплавленного шлака в виде порошковой проволоки, заполненной порошкообразным материалом сплава.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий направление подаваемого материала и энергетического луча в тигель для выращивания поверхности подложки в тигле, причем слой расплавленного шлака плавает над растущей поверхностью подложки по мере того, как расплавленный подаваемый материал оседает на поверхность подложки и кристаллизуется.
7. Способ по п. 6, дополнительно включающий:
направление энергетического луча в тигель в виде лазерного луча; и
активное охлаждение дна тигля для вертикальной направленной кристаллизации подложки.
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий изолирование или активное нагревание боковины тигля во время этапа активного охлаждения дна тигля.
9. Способ по п. 7, дополнительно включающий:
изолирование или активное нагревание боковины тигля вблизи слоя расплавленного шлака; и
активное охлаждение боковины тигля вблизи поверхности подложки.
10. Способ по п. 6, дополнительно включающий:
непрерывную подачу порошкообразного подаваемого материала в тигель при активном охлаждении дна тигля для вертикальной направленной кристаллизации подложки; и
изменение состава порошкообразного подаваемого материала со временем для образования направленно-кристаллизованной подложки, содержащей градиентный состав по ее толщине.
11. Способ по п. 10, дополнительно включающий изменение процентного содержания алюминия в порошкообразном подаваемом материале во время этапа непрерывной подачи.
12. Способ по п. 10, дополнительно включающий изменение процентного содержания хрома в порошкообразном подаваемом материале во время этапа непрерывной подачи.
13. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
непрерывное направление порошкообразного подаваемого материала и энергетического луча в тигель;
охлаждение и кристаллизацию расплавленного подаваемого материала посредством теплопередачи через дно тигля для выращивания монокристаллического материала подложки; и
изменение состава порошкообразного подаваемого материала во время этапа непрерывного направления порошкообразного подаваемого материала для получения градиентного состава по толщине монокристаллического материала подложки.
14. Способ по п. 1, дополнительно включающий направление подаваемого материала и энергетического луча в тигель с изменяющейся формой поперечного сечения по его глубине для
выращивания подложки с соответствующей формой внутри тигля.
15. Способ по п. 14, дополнительно включающий формирование тигля из секций, селективно собираемых по мере того, как выращивают подложку.
16. Изделие, образованное способом:
введения подаваемой порции порошкообразного материала сплава в тигель;
направления энергетического луча в тигель для расплавления порошкообразного материала сплава под слоем расплавленного материала шлака;
охлаждения и кристаллизации расплавленного материала сплава посредством теплопередачи через дно тигля для выращивания направленно-кристаллизованной подложки из материала сплава до требуемой толщины под расплавленным материалом шлака; и
изменения состава подаваемой порции порошкообразного материала сплава во время этапа введения материала сплава для придания градиента составу подложки по ее толщине.
17. Изделие, образованное способом по п. 16, дополнительно включающим охлаждение и кристаллизацию расплавленного материала сплава посредством теплопередачи через дно тигля для выращивания функционально градиентного монокристаллического материала подложки.
18. Изделие, образованное способом по п. 16, дополнительно включающим изменение процентного содержания по меньшей мере одного из алюминия и хрома в подаваемой порции порошкообразного материала во время этапа введения.
19. Изделие, образованное способом по п. 16, дополнительно включающим изменение состава слоя расплавленного шлака согласованно с изменением состава подаваемой порции порошкообразного материала сплава.
20. Устройство, содержащее направленно-кристаллизованный материал с осью кристаллизации, при этом усовершенствование включает химический состав материала, изменяющийся по его оси кристаллизации.
