Abstract:
Die Erfindung betrifft eine Kristallisationsanlage zur Herstellung von Kristallen durch gerichtete Erstarrung aus elektrisch leitenden Schmelzen, umfassend: • i. mindestens einen Tiegel (10) zur Aufnahme der Schmelze; • ii. ein Heizer-Magnet-Modul (20), mit ein oder mehreren Spulen (21) und dazugehörigen elektrischen Zuleitungen (200), wobei jedem Tiegel ein Heizer-Magnet-Modul zugeordnet ist; und • iii. eine Steuer- und Stromversorgungseinheit für das Heizer- Magnet-Modul (20). Das dem jeweiligen Tiegel zugeordnete Heizer-Magnet-Modul (20) ist derart angeordnet und elektrisch angesteuert, dass ein Lorentzkraftdichtefeld (40) erzeugbar ist, welches derart gerichtet ist, dass die resultierende Kraftwirkung, relativ zu einer geometrischen Mittelachse (50) des Tiegels (10), entgegen der Wachstumsrichtung nach außen wirkt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung bildet ein Verfahren unter Verwendung erfindungsgemäßer Kristallisationsanlage, sowie ein Ingot, der mittels Verfahren und/oder Kristallisationsanlage herstellbar ist.
Abstract:
Die Erfindung betrifft eine Kristallisationsanlage zur Herstellung eines Blocks aus einem Material, dessen Schmelze elektrisch leitend ist, sowie ein dazugehöriges Kristallisationsverfahren. Die Kristallisationsanlage umfasst dazu: -einen Container zur Aufnahme einer Schmelze des Materials; -ein Heizer-Magnet-Modul, das : a) einen unterhalb des Containers angeordneten Bodenheizer mit einer Vielzahl von in 3 oder mehr Heizer-Magnet-Segmenten angeordneten Heizer-Magnet-Spiralen umfasst, wobei die Heizer-Magnet-Segmente zusammengesetzt eine zum Beheizen des Containers und zur Erzeugung von magnetischen Feldern bereitstehende Grundfläche des Bodenheizers bilden, jedoch keinen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt in der Grundfläche des Bodenheizers besitzen; und/oder b) einen oberhalb des Containers angeordneten Deckenheizer mit einer Vielzahl von in 3 oder mehr Heizer-Magnet-Segmenten angeordneten Heizer-Magnet-Spiralen umfasst, wobei die Heizer-Magnet-Segmente zusammengesetzt eine zum Beheizen des Containers und zur Erzeugung von magnetischen Feldern bereitstehende Grundfläche des Deckenheizers bilden, jedoch keinen gemeinsamen geometrischen Mittelpunkt in der Grundfläche des Deckenheizers besitzen; und - eine Steuer- und Stromversorgungseinheit, mit der die Heizer-Magnet-Segmente separat mit einer vorgebbaren Stromstärke, Frequenz und Phasenverschiebung belegbar sind, wobei die Steuer-und Stromversorgungseinheit ausgelegt ist, wenigstens ein Karussell-Magnetfeld (KMF) durch sequentielle Belegung der Heizer- Magnet-Segmente mit einer vorgebbaren Stromstärke, Frequenz und Phasenverschiebung zu erzeugen, derart, dasseine Kristallisationsfront der Schmelze mit konvexer Kontur entsteht.
Abstract:
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Erstarren einer Nichtmetall-Schmelze (130), die sich in einem in der Vorrichtung (100) angeordnetem Tiegel (120) befindet, wobei die Vorrichtung (100) eine Vielzahl von Induktoren (100) zur Erzeugung von magnetischen Feldern aufweist. Durch Einspeisen eines ersten Satzes phasenverschobener und eine erste Frequenz (f1) aufweisender Wechselströme (I1a, I2b, I3c, I4d) wird ein erstes Wanderfeld (W1) in der Schmelze (130) erzeugt. Durch Einspeisen mindestens eines zweiten Satzes phasenverschobener und eine zweite Frequenz (f2) aufweisender Wechselströme (I2a, I2b, I3c, I4d) wird ein zweites Wanderfeld (W2) in der Schmelze (130) erzeugt, das dem ersten Wanderfeld (W1) entgegen gerichtet ist, wobei die Induktoren (100) an dem Tiegel (120) in einer sich vertikal erstreckenden Anordnung angeordnet sind, so dass die erzeugten Wechselfelder (W1, W2) die Schmelze (130) in vertikaler Richtung (Y) durchlaufen und an der Tiegel- bzw. Gefäßwand ein Strömungs-Kraft-Minimum aufweisen.
Abstract:
Disclosed is a method for freezing a nonmetal melt (130) located in a crucible (120) that is arranged in an apparatus (100) which comprises a plurality of inductors (100) to generate magnetic fields. A first traveling magnetic field (W1) is generated in the melt (130) by feeding a first set of phase-displaced alternating currents (I1a, I2b, I3c, I4d) having a first frequency (f1). A second traveling magnetic field (W2) that travels against the direction of the first traveling magnetic field (W1) is generated in the melt (130) by feeding at least one second set of phase-displaced alternating currents (I2a, I2b, I3c, I4d) having a second frequency (f2). The inductors (100) are disposed on the crucible (120) in a vertical arrangement such that the generated alternating fields (W1, W2) travel through the melt (130) in a vertical direction (Y) and have a minimum flow rate along the wall of the crucible or vessel.