JPS6033796B2 - 結晶育成用電気炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＶＴＲ用磁気ヘッド素材に供することのできる
フェライト単結晶等の結晶育成のために利用できる電気
炉に関するものである。

フェライトの単結晶育成には一般にブリッジマン（Ｂｒ
ｉｄｇｍａｎ）法と呼ばれる方法が利用されている。

それはルッボに入れたフェライト原料を電気炉内で溶融
した後ルッボを炉内の温度勾配のあるところでゆっくり
移動させながら単結晶を成長させ冷却固化させる方法で
ある。従来のブリッジマン法によるフェライト単結晶の
製造に採用された結晶育成用電気炉の内部構成は第１図
に示す如きものである。すなわちこの電気炉は、耐熱性
のある筒形のアルミナ炉芯管１と、この炉芯管の囲りに
巻かれた白金−白金ロジューム（Ｐｔ−Ｒｈ）等で出釆
たヒータ線２と、アルミナ保護管３と、断熱保温体４と
で構成されており、常温の電気炉内に原料を仕込んだル
ツボを入れその後この電気炉を加熱して第２図の温度分
布を呈するようにし、炉芯管の上部でルッボ５内の原料
を溶融した後、図示の如く温度勾配を持つ炉芯管内をゆ
っくり降下して行く過程において結晶の育成を行い、そ
の後この電気炉を常温までゆっくり冷却する１サイクル
によって単結晶を製造するものである。この製造法は、
電気炉が温度勾配をもった領域で徐冷されかねないので
育成された単結晶にクラツクを生ずるおそれがあること
、また例えば径が５０ミリ、長さが１５０ミリの単結晶
を得るためには上記１サイクルに約１１日間必要であり
生産能率が著しく悪い欠点があった。本発明は、原料の
溶融及び溶融された原料からの単結晶の育成に供する第
１電気炉に、育成された結晶を徐冷する第２電気炉を結
合、分離することのできる電気炉を提供し、かかる電気
炉を用いて、育成された結晶が第２電気炉内にもたらさ
れたときこの第２電気炉を第１電気炉から分離し、次に
別の第２電気炉に原料を仕込んだ別のルツボをセットし
てこれを前記第１電気炉に結合し、この第１電気炉を冷
却することなくこの第１電気炉で新たな原料の溶融及び
熔融された原料からの結晶の育成を行うことができるよ
うになし、もって前記第１電気炉を効率良く使用して品
質の良い単結晶を効率よく製造しうるようにせんとする
ものである。

第３図は本発明の電気炉の１実施例を示したもので、同
図は第１電気炉に第２電気炉を結合した状態の縦方向中
央断面図を顕わしている。

以下この第３図を参考にして本発明を説明する。第１電
気炉Ｕ‘こ対して第２電気炉Ｄは結合又は分離される。
その結合時、第１電気炉の炉芯管６と第２電気炉の炉芯
管７は一致するように、また前者の発熱体８と後者の発
熱体９とは絶縁スベーサ１０で分離されるように取付け
られる。尚１１， １２及び１３，１４はそれぞれ第１
第２電気炉の保護管及び断熱保温体であり、これらもそ
の結合時それぞれが一致するように構成されている。１
５は前記炉芯管６，７内をその軸方向に移動することが
できる原料を仕込んだルツボである。

第１電気炉の前記発熱体８は、前記炉芯管６に外装され
る略円筒形のソリッド抵抗体で形成されており、その外
周部には互いに交Ｘしないスパイラル状の割溝８ａ，８
ｂを備えこの割溝によって分割された両端部に設けた電
極１６，１６を通じて一定の電流を付与したとき発熱す
るようにされている。

この発熱体の軸方向に直交する断面は下方に行く程大き
くされており、しかして発熱時第４図の領域Ａに示した
温度分布を呈するようにされている。領域Ａの上部はル
ッボ内の原料を溶融するに充分な発熱量を有し、その下
方へ行くに従い溶融された原料の結晶育成に適した温度
プログラムを呈するようにされている。第２電気炉の前
記発熱体９は、体記炉芯管７に外装される略円筒形のソ
リッド抵抗体で形成されており、その外周部には互いに
交Ｘしないスパイラル状の割溝９ａ，９ｂを備え、この
割溝によって分割された両端部に設けた電極１７，１７
を通じて一定の電流を付与したとき発熱するようにされ
ている点においては上記第１電気炉の発熱体と実質上同
じであるが、この第２電気炉の発熱体９ではその温度プ
ログラムは第４図の領域Ｂに示す如く構成されている。

すなわちこの第２電気炉の炉芯管内における前記ルッボ
を設置させることができる位置において温度を一様にす
ることができるようにされている。次にかかる電気炉を
使ってフェライト単結晶を効率よく製造する方法につき
第５〜第７図に示した模型を参考にして説明する。

第１電気炉Ｕは第１回目の単結晶製造時にのみ昇温され
第４図の領域Ａに示す温度分布を呈する如くされ、その
後は常にこの温度分布を呈するように管理されている。

また発熱時比較的平坦な温度分布を呈する第２電気炉Ｄ
，，Ｄ２は常温状態であり、この状態で猿料を仕込んだ
ルッボ１５を前記第２電気炉の一方例えばＤ，にセット
する（第５図）。次に、この第２電気炉Ｄ，を昇温させ
ながら第１電気炉Ｕに結合し両者を合体させる。その後
、ルッボ１５ａを第１電気炉Ｕ内を上昇させて行きその
最高温度の所に位瞳ずけて談ルッボ１５ａ内の原料を完
全に溶融させる。次に、所定の結晶育成速度で前記ルッ
ボ１５ａを第１電気炉Ｕ内を下降させて行き結晶の育成
を行う。この間に他方の第２電気炉Ｄ２内に原料を仕込
んだ別のルッボ１５ｂをセットする（第６図）。ルッボ
１５ａ内の結晶が第１電気炉Ｕ内で結晶育成を完了した
後、更に該ルッボ１５ａを第２電気炉○，内の温度分布
が平坦な所まで下降させる。次に第１電気炉Ｕと第２電
気炉Ｄ，を分離させ第２電気炉Ｄ，を常温まで徐冷し結
晶を取り出す（実際にはルッボ１５ａを第２電気炉○，
より取り出す）。一方前記第２電気炉Ｄ，を分離した第
１電気炉Ｕには別のルッボ１５ｂをセットした前記第２
電気炉Ｄ２を合体させる（第７図）。

次にこのルッボ１５ｂを第２電気炉Ｄ２から第１電気炉
Ｕへ移動させ更に該第１電気炉内の最高温度の所まで上
昇させルッボ１５ｂ内の原料を完全に溶融する。以下、
上述のことをくり返してｒ頂次結晶を育成させる。すな
わち本発明の電気炉を使用することにより、単結晶の育
成に適した温度勾配を有する炉体を冷却することなく、
比較的平坦な温度分布を有する炉体のみを順次、昇温、
冷却をくり返して結晶育成を行うことができ、そのため
その生産能率を従来装置の２倍以上に向上させることが
できる。すなわち上記の大きさの単結晶はその結晶育成
に要する約５日間でとり出せるようになった。尚、上記
第１第２電気炉の各発熱体は従来装置と同様ヒータ線を
使うようにしても本発明の目的は達せられるが、このヒ
ータ線による場合は所望の温度分布を得ることがむつか
しいこと、発熱時それ自身の熱によって断線を起しかね
ない欠点があり、この欠点を解消しうる点で本実施例の
如き発熱体を採用することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の内部構成図、第２図はその温度分布
図、第３図は本発明に係る電気炉の結合状態の中央縦断
面図、第４図はその温度分布図、第５図、第６図及び第
７図はこの電気炉の運用状況の説明図である。 主な図番の説明 Ｕ・・・第１電気炉、Ｄ・・・第２電
気炉、６，７・・・炉芯管、８，９・・・発熱体。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料の溶融及び溶融された原料からの結晶の育成に
   供する第１電気炉に、育成された結晶を除冷する第２電
   気炉が結合、分離できるようになされ、前記第１電気炉
   は、原料を仕込んだルツボを軸方向に移動させることの
   できる炉芯管と、この炉芯管に外装されその軸方向の温
   度分布が前記ルツボの出入口に向けて低温にされかつこ
   の出入口側の反対側において前記原料を溶融できるよう
   にした発熱体を備え、前記第２電気炉は、前記ルツボを
   軸方向に移動させることのできる炉芯管と、この炉芯管
   に外装されその中の温度をほぼ一様にすることのできる
   発熱体とを備え、前記第２電気炉は、前記第１電気炉に
   対し各炉芯管が一致するようにかつ各発熱体が絶縁され
   るように取付けられ、また前記第１電気炉から分離され
   るように構成してなる結晶育成用電気炉。 ２ 第１電気炉の発熱体と第２電気炉の発熱体とは、い
   ずれも略円筒形でありその周側部に割溝を備えたソリツ
   ド発熱体である特許請求の範囲第１項記載の結晶育成用
   電気炉。