JPH042700A - Production of oxide crystal thin wire - Google Patents

Production of oxide crystal thin wire

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JPH042700A
JPH042700A JP10251790A JP10251790A JPH042700A JP H042700 A JPH042700 A JP H042700A JP 10251790 A JP10251790 A JP 10251790A JP 10251790 A JP10251790 A JP 10251790A JP H042700 A JPH042700 A JP H042700A
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JP
Japan
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wire
melt
raw material
diameter
oxide
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Application number
JP10251790A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Aoyanagi
青柳 守
Haruo Tominaga
晴夫 冨永
Akito Kurosaka
昭人 黒坂
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Publication of JPH042700A publication Critical patent/JPH042700A/en
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Abstract

PURPOSE:To continuously obtain oxide crystal thin wire without void nor variation of diameter, etc., by solidifying an oxide melt having a fixed viscosity with cooling in downward laminar flow of a cooling medium, partially melting resultant raw material wire and pulling-up resultant melt through a pipe. CONSTITUTION:Powdery oxide (e.g. lithium niobate) is melted by heating to obtain a melt 1 having <=40cp viscosity. Next, a crucible 2 is filled with said melt 1 and the melt is naturally dropped from an extruding hole 13 into downward laminar flow of a cooling medium 6, then solidified in quenching to obtain a raw material wire 11 having >=1mm diameter. Thus, said raw material wire 11 is partially heated in a heating furnace 22 and melted to form a molten part 16. Next, the melt 16 is pulled up into a pipe 18 heated higher than melting point of said oxide and the melt 16 is solidified to a thin wire having <=0.5mm diameter to afford the aimed oxide crystal wire 15.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は粉末状の酸化物を出発原料として溶融法により
酸化物結晶細線材を製造する酸化物結晶細線材の製造方
法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing an oxide crystal thin wire by a melting method using a powdered oxide as a starting material.

[従来の技術] 従来、酸化物結晶線材の製造には、集光加熱により線材
を局部的に溶融させ、この溶融部を線材の長手方向に相
対的に移動させるFZ(フローティングゾーン)法及び
抵抗加熱又は高周波誘導加熱により原料融液を加熱しつ
つ種結晶をこの融液に接触させて線材を引き上げるCZ
(チョクラルスキー)法が使用されている。
[Prior Art] Conventionally, oxide crystal wires have been manufactured using the FZ (floating zone) method, in which the wire is locally melted by condensed heating, and the melted portion is moved relatively in the longitudinal direction of the wire, and the resistance CZ, in which the wire is pulled up by heating the raw material melt by heating or high-frequency induction heating and bringing the seed crystal into contact with the melt.
(Czochralski) method is used.

しかしながら、これらの方法においては、線径が0.5
mm以下のような細線径の線材を製造することが困難で
ある。
However, in these methods, the wire diameter is 0.5
It is difficult to manufacture wire rods with a diameter as small as mm or less.

線径が0.5mm以下である酸化物結晶細線材を製造す
る方法としては、L HP G (Laser Hea
tedPedestal Growth)法(R,S、
Felgelson 、”PulllngOptica
l Fiber”+Journal of Cryst
al Grovth、第79巻、Ili[19−11i
80頁、 198G年)及びμmCZ法(マイクロ−チ
ョクラルスキー)法(Norlo 0hnlshl e
tal、Japanese of Journal o
f Applied Physics、第28巻、第2
号、27B−280頁、 1989年2月)が提案され
ている。
As a method for manufacturing an oxide crystal thin wire with a wire diameter of 0.5 mm or less, L HP G (Laser Hea
tedPedestal Growth) method (R,S,
Felgelson, “Pullng Optica.
l Fiber”+Journal of Crystal
al Groveth, Volume 79, Ili[19-11i
80 pages, 198G) and the μmCZ method (Micro-Czochralski) method (Norlo 0hnlshl e)
tal, Japanese of Journal o
f Applied Physics, Volume 28, No. 2
No. 27B-280, February 1989).

これらの方法においては、酸化物を焼結して棒状に形成
したもの又は前述したCZ法により製造した酸化物の大
型結晶を棒状に切断したものを原料線材として使用する
。そして、LHPG法においては、この原料線材の周面
にレーザー光を集光させて溶融部を形成し、この溶融部
において結晶細線材を育成する。また、μ−CZ法にお
いては、pt等からなる抵抗発熱体に電力を供給して抵
抗発熱させ、この熱により前記原料線材を局部的に溶融
させて溶融部を形成し、この溶融部において結晶細線材
を育成する。
In these methods, a rod-shaped oxide sintered or a rod-shaped large crystal of an oxide produced by the above-mentioned CZ method is used as the raw material wire. In the LHPG method, a laser beam is focused on the circumferential surface of this raw material wire to form a melted part, and a crystal thin wire is grown in this melted part. In addition, in the μ-CZ method, power is supplied to a resistance heating element made of PT or the like to generate resistance heat, and the raw material wire is locally melted by this heat to form a melted part, and crystals are formed in this melted part. Cultivate fine wire material.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、LHPG法においてはレーザー光の出力
の制御が煩雑であり、安定した溶融部を形成することが
困難である。このため、線径が均一な結晶細線材を形成
することが困難である。また、製造中に断線が発生しや
すく、シかも、長さが100111m以上のものを形成
できないという問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the LHPG method, controlling the output of laser light is complicated, and it is difficult to form a stable molten zone. For this reason, it is difficult to form a crystal thin wire material with a uniform wire diameter. Further, there is a problem that wire breakage is likely to occur during manufacturing, and wires with a length of 100111 m or more cannot be formed.

一方、μmCZ法においては、LHPG法に比して比較
的安定な溶融部を形成することができるものの、溶融部
の上端部において結晶を育成させるために、細線材の線
径制御が困難であるという問題点がある。
On the other hand, in the μmCZ method, although it is possible to form a relatively stable molten zone compared to the LHPG method, it is difficult to control the wire diameter of the thin wire because crystals are grown at the upper end of the molten zone. There is a problem.

また、いずれの方法においても、原料線材として、棒状
の線材が必要であるが、焼結体を原料線材とした場合に
は径及び密度が均一な棒状の焼結体を形成することは困
難であり、このため、溶融部が不安定になりやすく、育
成した結晶細線材の線径が変動するという欠点がある。
In addition, in both methods, a rod-shaped wire is required as the raw material wire, but if a sintered body is used as the raw material wire, it is difficult to form a rod-shaped sintered body with a uniform diameter and density. For this reason, there is a drawback that the molten zone tends to become unstable and the wire diameter of the grown crystal thin wire varies.

また、焼結体に含まれるボイド又はガス成分に起因して
、育成後の細線材中にもボイド等の欠陥が発生しやすく
、良質な結晶細線材を製造することが困難である。
Further, due to voids or gas components contained in the sintered body, defects such as voids are likely to occur in the thin wire material after growth, making it difficult to produce a high-quality crystalline thin wire material.

一方、CZ法により製造した大型結晶を切断し、これを
原料線材として使用した場合は、結晶内にクラックが発
生しやすく、原料線材の製造歩留りが低いため、酸化物
結晶細線材の製造コストが高くなるという問題点がある
On the other hand, if a large crystal produced by the CZ method is cut and used as a raw material wire, cracks are likely to occur within the crystal, and the manufacturing yield of the raw material wire is low, so the manufacturing cost of the oxide crystal fine wire is reduced. The problem is that it is expensive.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
線径が均一であり、ボイド等の欠陥がなくて良質な酸化
物結晶細線材を低コストで連続的に製造することができ
る酸化物結晶細線材の製造方法を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a method for producing an oxide crystal thin wire material that has a uniform wire diameter, is free from defects such as voids, and can continuously produce high-quality oxide crystal thin wire materials at low cost.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る酸化物結晶細線材の製造方法は、粉末状の
酸化物を出発原料とし、この出発原料を加熱して溶融さ
せることにより粘度が40cp以下の融液を得る工程と
、この融液を冷却媒体の下方層流中に自然落下させて急
冷し凝固させて直径が1mm以上の原料線材を得る工程
と、この原料線材を局部的に加熱して溶融させることに
より溶融部を形成する工程と、この溶融部の上端に配置
され前記酸化物の融点以上に加熱されたパイプ内に融液
を引き上げてこの融液を直径が0.5 mm以下の細線
材に凝固させる工程とを有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The method for producing an oxide crystal thin wire according to the present invention uses a powdered oxide as a starting material, and heats and melts this starting material to produce a molten material with a viscosity of 40 cp or less. A process of obtaining a liquid, a process of allowing this melt to naturally fall into a downward laminar flow of a cooling medium to rapidly cool and solidify it to obtain a raw material wire with a diameter of 1 mm or more, and a process of locally heating this raw material wire to melt it. A step of forming a molten zone by pulling the melt into a pipe placed at the upper end of the molten zone and heated above the melting point of the oxide to form a thin molten zone with a diameter of 0.5 mm or less. The method is characterized by comprising a step of solidifying it into a wire rod.

[作用コ 本発明においては、粉末状の酸化物を一旦溶融するから
、原料粉中の気泡は脱気される。そして、この融液を例
えばるつぼの底壁に設けた孔から流出させ、この融液を
冷却媒体の下方層流中に自然落下させて冷却凝固させる
。これにより、融液は自然落下流の真直性を保持したま
ま、冷却媒体により冷却され、しかも冷却媒体は下方層
流となっているため融液落下流に対する冷却媒体の抵抗
は極めて小さいので、凝固した酸化物線材の曲がり及び
変形が回避され、真直性が優れた酸化物線材を得ること
ができる。また、この原料線材は焼結体ではなく、溶融
凝固させたものであるから、ボイド及びガス成分を含ま
ず、密度も均一である。
[Function] In the present invention, since the powdered oxide is once melted, air bubbles in the raw material powder are degassed. Then, this melt is allowed to flow out, for example, from a hole provided in the bottom wall of the crucible, and allowed to fall naturally into the downward laminar flow of the cooling medium, where it is cooled and solidified. As a result, the melt is cooled by the cooling medium while maintaining the straightness of the natural falling flow.Moreover, since the cooling medium is a downward laminar flow, the resistance of the cooling medium to the melt falling flow is extremely small, so it solidifies. Bending and deformation of the oxide wire can be avoided, and an oxide wire with excellent straightness can be obtained. Moreover, since this raw material wire is not a sintered body but a molten and solidified one, it does not contain voids or gas components and has a uniform density.

この場合に、融液の粘度が40cpを超える場合は、融
液が真直性を保持して円滑に落下しにくいため、線材の
真直性が悪くなる。また、融液切れが発生しやすく、安
定して酸化物線材を製造することが困難になる。このた
め、融液の粘度は40cp以下にする必要がある。
In this case, if the viscosity of the melt exceeds 40 cp, it is difficult for the melt to maintain its straightness and fall smoothly, resulting in poor straightness of the wire. In addition, the melt tends to run out, making it difficult to stably produce the oxide wire. Therefore, the viscosity of the melt needs to be 40 cp or less.

このようにして製造した酸化物線材を原料線材として、
この原料線材を融点以上に局部的に加熱して溶融部を形
成する。この溶融部の融液は溶融部の上端に配置された
パイプを通過した後引き上げられて凝固するので、得ら
れる結晶線材はその線径がパイプの外径と略等しくなる
。この場合に、前記パイプを酸化物の融点以上に加熱し
ておくことにより、融液はパイプを通過する際に凝固せ
ず、円滑にパイプを通過する。従って、断線が確実に防
止され、直径が0.5mm以下の酸化物結晶細線材を連
続的に製造することができる。
The oxide wire produced in this way is used as a raw material wire,
This raw material wire is locally heated above its melting point to form a molten part. The melt in the melting section passes through a pipe placed at the upper end of the melting section and is pulled up and solidified, so that the resulting crystalline wire has a wire diameter approximately equal to the outer diameter of the pipe. In this case, by heating the pipe above the melting point of the oxide, the melt does not solidify when passing through the pipe and passes smoothly through the pipe. Therefore, wire breakage is reliably prevented, and oxide crystal thin wires having a diameter of 0.5 mm or less can be continuously produced.

原料線材の直径が1mm未満の場合は、原料線材を溶融
して溶融部を形成したときに、溶融部を原料線材上に保
持することが困難である。このため、原料線材の線径は
1mm以上にする。
When the diameter of the raw material wire is less than 1 mm, when the raw material wire is melted to form a fused part, it is difficult to hold the fused part on the raw material wire. For this reason, the wire diameter of the raw material wire is set to 1 mm or more.

また、融液から線径が0.5mmを超える結晶細線材を
育成しようとすると、溶融部に貯める融液の量を多くす
る必要があり、そうすると溶融部が大きくなって溶融部
の組成及び粘度を均一に維持することが困難になって、
断線が発生しやすくなる。
In addition, when trying to grow a crystalline fine wire with a wire diameter exceeding 0.5 mm from a melt, it is necessary to increase the amount of melt stored in the melt zone, which increases the size of the melt zone and increases the composition and viscosity of the melt zone. It becomes difficult to maintain uniformity,
Wire breakage is more likely to occur.

このため、例えば適正な外径のパイプを使用して、融液
を直径が0.5n+n以下の細線材に凝固させる必要が
ある。
For this reason, it is necessary to solidify the melt into a thin wire material with a diameter of 0.5n+n or less, for example, using a pipe with an appropriate outer diameter.

[実施例コ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の実施例方法において使用する原料線材
の製造装置を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an apparatus for manufacturing raw material wire used in the embodiment method of the present invention.

上部に配設されたるつぼ2の底壁には流出孔13が開孔
されている。そして、このるつぼ2の下方に冷却媒体6
を収容した冷却媒体保持容器4が配置されている。この
容器4の内部には下方層流発生筒5がその軸を鉛直方向
にして設けられている。この下方層流発生筒5の上端は
容器4内の冷却媒体6の液面よりも低く、またその下部
は容器4の底壁を挿通して下方に導出されている。この
下方層流発生筒5の下部には凝固後の原料線材11を収
容するためのパケット10が設置されている。
An outflow hole 13 is formed in the bottom wall of the crucible 2 disposed in the upper part. A cooling medium 6 is placed below this crucible 2.
A cooling medium holding container 4 containing a cooling medium is arranged. Inside this container 4, a downward laminar flow generating cylinder 5 is provided with its axis in the vertical direction. The upper end of this downward laminar flow generating cylinder 5 is lower than the liquid level of the cooling medium 6 in the container 4, and the lower part thereof is inserted through the bottom wall of the container 4 and led out downward. A packet 10 for accommodating the raw material wire 11 after solidification is installed in the lower part of the downward laminar flow generating cylinder 5.

また、筒5の下部側壁とポンプ7とを連結する配管と筒
5との連結点には、メツシュ9が取付けられている。そ
して、冷却媒体6は下方層流発生筒5の下部からメツシ
ュ9を介して循環ポンプ(P)7により吸引され、熱交
換器(HEx)8に圧送されるようになっている。この
冷却媒体6は熱交換器8により冷却された後、冷却媒体
保持容器4の内部に返戻される。これにより、冷却媒体
保持容器4内の冷却媒体6は下方層流発生筒5内にその
上端から入り、冷却媒体6は筒5内を下方に流れた後、
ポンプ7により筒5から排出されて容器4内に循環供給
される。このようにして下方層流発生筒5内に冷却媒体
6の下方層流が形成される。
Further, a mesh 9 is attached to a connection point between the tube 5 and a pipe connecting the lower side wall of the tube 5 and the pump 7. The cooling medium 6 is sucked from the lower part of the lower laminar flow generating cylinder 5 through a mesh 9 by a circulation pump (P) 7, and is fed under pressure to a heat exchanger (HEx) 8. After this cooling medium 6 is cooled by a heat exchanger 8, it is returned to the inside of the cooling medium holding container 4. As a result, the cooling medium 6 in the cooling medium holding container 4 enters the lower laminar flow generating cylinder 5 from its upper end, and after the cooling medium 6 flows downward inside the cylinder 5,
It is discharged from the cylinder 5 by the pump 7 and is circulated and supplied into the container 4. In this way, a downward laminar flow of the cooling medium 6 is formed within the downward laminar flow generating cylinder 5.

るつぼ2と下方層流発生筒5とは、るつぼ2から流出し
た融液流3が筒5内の下方層流の中心位置に落下するよ
うに配置しておく。これにより、流出孔13から落下す
る融液流3はその流れが乱されることなく真直性を有し
たまま凝固して原料線材11になる。
The crucible 2 and the downward laminar flow generating cylinder 5 are arranged so that the melt flow 3 flowing out from the crucible 2 falls at the center position of the downward laminar flow within the cylinder 5. As a result, the melt flow 3 falling from the outflow hole 13 is solidified into the raw material wire 11 while maintaining its straightness without being disturbed.

なお、原料線材11の長さを所望長さにするために、融
液の状態で融液流3を遮断することにより原料線材11
を所定寸法毎に分割して作るように構成された切断装置
12を設けることが好ましい。
In addition, in order to make the length of the raw material wire 11 a desired length, the raw material wire 11 is
It is preferable to provide a cutting device 12 that is configured to divide and cut into predetermined dimensions.

次に、上述の装置を使用した原料線材の製造工程につい
て説明する。この実施例は融点がI253°Cのニオブ
酸リチウムのものであるが、他の酸化物でも同様にして
原料線材及び結晶細線材を製造することができる。
Next, the manufacturing process of raw material wire using the above-mentioned apparatus will be explained. Although this example uses lithium niobate having a melting point of I253°C, the raw material wire and the crystal fine wire can be produced in the same manner using other oxides.

先ず、ニオブ酸リチウムの粉末原料を適宜の溶融設備(
図示せず)により加熱溶融して原料中の気泡を脱気する
。そして融液を融点よりも30乃至150℃高い温度に
保持する。
First, the powder raw material of lithium niobate is melted using appropriate melting equipment (
(not shown) to degas the air bubbles in the raw material. The melt is then maintained at a temperature of 30 to 150° C. higher than its melting point.

次に、ポンプ7及び熱交換器8を稼働させて下方層流発
生筒5内に冷却媒体6の下方層流を発生させる。
Next, the pump 7 and the heat exchanger 8 are operated to generate a lower laminar flow of the cooling medium 6 in the lower laminar flow generating cylinder 5 .

次いで、流出孔13に栓をしてこれを閉塞し、融液1を
るつぼ2に移送して所定量貯留した後、前記栓を取り外
すと、その流出孔13がら融液1が自然落下して鉛直下
方に延びる融液流3が形成される。この融液流3は下方
層流発生筒5内に入り、その冷却媒体6の下方層流中で
真直性を有したまま凝固し、ニオブ酸リチウムの酸化物
原料線材11が得られる。この原料線材11はバケット
10内に貯留される。
Next, the outflow hole 13 is plugged and closed, and after the melt 1 is transferred to the crucible 2 and stored in a predetermined amount, when the plug is removed, the melt 1 naturally falls from the outflow hole 13. A melt flow 3 extending vertically downward is formed. This melt flow 3 enters the lower laminar flow generating cylinder 5 and solidifies while maintaining straightness in the lower laminar flow of the cooling medium 6, thereby obtaining an oxide raw material wire 11 of lithium niobate. This raw material wire 11 is stored in a bucket 10.

第2図は上述の方法により製造された原料線材から酸化
物結晶細線材を製造する酸化物結晶細線材製造装置を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an oxide crystal thin wire manufacturing apparatus for manufacturing an oxide crystal thin wire from the raw material wire manufactured by the method described above.

原料線材11はその下端を原料線材供給用駆動軸21に
取り付けられた線材ホルダ19aに固定され、その長手
方向を鉛直にして支持されている。
The raw material wire 11 has its lower end fixed to a wire holder 19a attached to the raw material wire supply drive shaft 21, and is supported with its longitudinal direction being vertical.

また、供給用駆動軸21の上方には引き上げ用駆動軸2
0が配置されており、この引き上げ用駆動軸20に取り
付けられた線材ホルダ19bには弓き上げ材24が取付
けられている。
Further, a pulling drive shaft 2 is provided above the supply drive shaft 21.
0 is arranged, and a bow lifting material 24 is attached to the wire holder 19b attached to this lifting drive shaft 20.

この供給用駆動軸21及び引き上げ用駆動軸20は夫々
駆動装置(図示せず)により、所定の相対速度を有して
連動して上下動することができる。
The supply drive shaft 21 and the pull-up drive shaft 20 can be moved up and down in conjunction with each other at a predetermined relative speed by respective drive devices (not shown).

この原料線材11の通過域には、筒状の加熱炉22がそ
の軸方向を鉛直にし、原料線材11を取り囲むようにし
て配置されている。この加熱炉22にはコイル状の発熱
体23が内設されていて、この発熱体23に適宜の電源
から給電して発熱体23を抵抗発熱させることにより、
加熱炉22の内側に位置する原料線材11を予熱するよ
うになっている。
A cylindrical heating furnace 22 is arranged in the passage area of the raw material wire 11 so as to surround the raw material wire 11 with its axial direction being vertical. This heating furnace 22 has a coil-shaped heating element 23 installed therein, and by supplying power to this heating element 23 from an appropriate power source and causing the heating element 23 to generate resistance heat,
The raw material wire 11 located inside the heating furnace 22 is preheated.

加熱炉22の内側には、溶融用発熱コイル17が原料線
材11の通過域に介在して配設されている。この溶融用
発熱コイル17は、例えば線径が0.2乃至1.0mm
の白金線をコイル状に成形したものである。また、この
溶融用発熱コイル17の上方に隣接して抵抗発熱線25
が配設されており、この抵抗発熱線25も、白金線を溶
融用発熱コイル17と同軸的に1回巻回して成形されて
いる。
Inside the heating furnace 22 , a heating coil 17 for melting is disposed in a passage area of the raw material wire 11 . This heating coil 17 for melting has a wire diameter of 0.2 to 1.0 mm, for example.
This platinum wire is formed into a coil shape. Further, a resistance heating wire 25 is provided adjacently above the melting heating coil 17.
The resistance heating wire 25 is also formed by winding a platinum wire once coaxially with the melting heating coil 17.

コイル17及び発熱線25は適宜電源から給電されるよ
うになっており、このフィル17及び発熱線25に通電
して抵抗発熱させることにより、このコイル17及び発
熱線25に囲まれた部分の原料線材11をその融点以上
の温度に加熱して溶融させる。これにより得られた溶融
物はコイル17及び発熱体25に囲まれた領域内に溶融
物の濡れの性質を利用して表面張力により保持され、溶
融部16が形成される。
The coil 17 and the heating wire 25 are supplied with power from a power source as appropriate, and by supplying electricity to the fill 17 and the heating wire 25 to generate resistance heat, the raw material in the area surrounded by the coil 17 and the heating wire 25 is heated. The wire rod 11 is heated to a temperature equal to or higher than its melting point and melted. The resulting molten material is held within the area surrounded by the coil 17 and the heating element 25 by surface tension using the wetting properties of the molten material, and a molten portion 16 is formed.

更に、フィル17の中心部の直上には、パイプ18がフ
ィル17と同軸的に、即ちその長手方向を鉛直にして配
設されている。このパイプ18は例えば外径が0.1乃
至0.5mm 、内径が0.05乃至0゜3mmの白金
製である。そして、このパイプ18も発熱線25の抵抗
発熱により原料線材11の融点以上の温度に加熱される
。このようにパイプ18が溶融部16の上端に接触して
配設されているので、溶融部16の融液は毛細管の原理
によりパイプ18内を浸透してパイプ18の上端まで上
昇する。
Further, a pipe 18 is disposed directly above the center of the fill 17 coaxially with the fill 17, that is, with its longitudinal direction being vertical. This pipe 18 is made of platinum, for example, and has an outer diameter of 0.1 to 0.5 mm and an inner diameter of 0.05 to 0.3 mm. This pipe 18 is also heated to a temperature higher than the melting point of the raw material wire 11 due to the resistance heat generation of the heating wire 25. Since the pipe 18 is disposed in contact with the upper end of the melting section 16 in this manner, the melt in the melting section 16 permeates through the pipe 18 and rises to the upper end of the pipe 18 according to the capillary principle.

なお、フィル17、抵抗発熱線25及びパイプ18は前
述の如く白金から成形したものに限定するものではない
が、この温度域で使用できるものであることが必要であ
る。
Note that the fill 17, the resistance heating wire 25, and the pipe 18 are not limited to those molded from platinum as described above, but they must be able to be used in this temperature range.

次に、上述した装置を使用して原料線材11から酸化物
結晶細線材15を製造する工程について説明する。
Next, a process of manufacturing the oxide crystal fine wire 15 from the raw material wire 11 using the above-described apparatus will be described.

先ず、第1図に示す装置により形成したニオブ酸リチウ
ム原料線材11の下端を、第2図に示す装置の線材ホル
ダ19aに固定し、供給用駆動軸21を上昇させて原料
線材11の上端がコイル17に嵌合するように原料線材
11を配置する。そして、発熱体23に通電して加熱炉
22内の原料線材11を予熱する。また、溶融用発熱コ
イル17に通電して原料線材11を局部的に溶融させる
First, the lower end of the lithium niobate raw material wire 11 formed by the apparatus shown in FIG. 1 is fixed to the wire holder 19a of the apparatus shown in FIG. The raw material wire 11 is arranged so as to fit into the coil 17. Then, the heating element 23 is energized to preheat the raw material wire 11 in the heating furnace 22 . Further, the heating coil 17 for melting is energized to melt the raw material wire 11 locally.

これにより、コイル17に囲まれた領域に溶融部16が
形成される。また、抵抗発熱線25にも通電してパイプ
18を原料線材11の融点以上の温度に加熱する。これ
により、融液はパイプ18内を上昇して、パイプ18の
上端に到達する。
As a result, a melted portion 16 is formed in a region surrounded by the coil 17. Furthermore, the resistance heating wire 25 is also energized to heat the pipe 18 to a temperature equal to or higher than the melting point of the raw material wire 11 . As a result, the melt rises within the pipe 18 and reaches the upper end of the pipe 18.

次いで、引き上げ用駆動軸20下降させ、引き上げ材2
4の下端をパイプ18の上端の融液に接触させる。その
後、供給用駆動軸21及び引き上げ用駆動軸20を相互
に所定の相対速度を有して上昇させる。そうすると、溶
融部16の融液はパイプ18内を通過し、パイプ外に出
て降温し、パイプ18の外径により決まる線径を有する
ニオブ酸リチウム結晶細線材15が連続的に得られる。
Next, the pulling drive shaft 20 is lowered, and the pulling material 2
The lower end of pipe 4 is brought into contact with the melt at the upper end of pipe 18. Thereafter, the supply drive shaft 21 and the pulling drive shaft 20 are raised at a predetermined relative speed. Then, the melt in the melting section 16 passes through the pipe 18 and exits the pipe to cool down, and the lithium niobate crystal fine wire 15 having a wire diameter determined by the outer diameter of the pipe 18 is continuously obtained.

このニオブ酸リチウム結晶細線材15は引き上げ用駆動
軸20の上昇により加熱炉22の上方に搬出される。一
方、原料線材11は供給用駆動軸21の上昇により加熱
炉22内へその下方から連続的に供給される。このよう
にして、ニオブ酸リチウムの原料線材11がコイル17
の配設位置を通過することにより溶融し、溶融部16が
パイプ18により縮径して所望の線径になり、このパイ
プ18の上端から融液が引き上げられて凝固する。
This lithium niobate crystal thin wire 15 is carried out above the heating furnace 22 by the lifting of the pulling drive shaft 20. On the other hand, the raw material wire 11 is continuously supplied into the heating furnace 22 from below by raising the supply drive shaft 21. In this way, the raw material wire 11 of lithium niobate is transferred to the coil 17.
The melted portion 16 is reduced in diameter by the pipe 18 to a desired wire diameter, and the melt is pulled up from the upper end of the pipe 18 and solidified.

これにより、ニオブ酸リチウム結晶細線材を連続的に製
造することができる。
Thereby, the lithium niobate crystal thin wire material can be continuously manufactured.

次に、本実施例方法により実際にニオブ酸リチウム結晶
細線材を製造した結果について説明する。
Next, the results of actually manufacturing a lithium niobate crystal thin wire material using the method of this example will be explained.

支胤鮭上 底壁に直径が4關の流出孔13を有する白金るつぼ2を
使用し、流出孔13に栓をした後、ニオブ酸リチウムの
原料粉末を第1図に示す装置のるつぼ2内に装入し、融
液の粘度が40cpになるように加熱溶融し、更に減圧
下で脱気した。その後、前記栓を抜き、融液1を冷却媒
体6の下方層流中に自然落下させた。このとき、切断装
置12により融液流3を10c+n毎に切断した。これ
により、直径が1mmの原料線材11を得た。次いで、
外径がQ 、3mmの白金パイプ18が装着された第2
図に示す装置により、この原料線材11から直径が0.
3mmのニオブ酸リチウム結晶線材を製造した。
A platinum crucible 2 having an outflow hole 13 with a diameter of 4 mm on the upper bottom wall of the salmon is used, and after plugging the outflow hole 13, the raw material powder of lithium niobate is placed in the crucible 2 of the apparatus shown in FIG. The mixture was heated and melted to a viscosity of 40 cp, and further degassed under reduced pressure. Thereafter, the stopper was removed, and the melt 1 was allowed to fall naturally into the lower laminar flow of the cooling medium 6. At this time, the cutting device 12 cut the melt flow 3 every 10c+n. As a result, a raw material wire 11 having a diameter of 1 mm was obtained. Then,
The second pipe is equipped with a platinum pipe 18 with an outer diameter of Q and 3 mm.
Using the apparatus shown in the figure, this raw material wire 11 is processed to have a diameter of 0.
A 3 mm lithium niobate crystal wire was manufactured.

その結果、直径が0.3mmであり、径が均一なニオブ
酸リチウム結晶細線材を得ることができた。
As a result, it was possible to obtain a lithium niobate crystal thin wire having a uniform diameter of 0.3 mm.

実差旧ルー るつぼ2内の融液の粘度が20cpになるようにし、実
施例1と同様にして、直径カ月、5 mmの原料線材1
1を得た。次いで、外径が0.5+nmの白金パイプ1
8が装着された第2図に示す装置により、この原料線材
11から直径が0.5n+mのニオブ酸リチウム結晶線
材を製造した。
The viscosity of the melt in the actual difference old Lux crucible 2 was adjusted to 20 cp, and the raw material wire 1 with a diameter of 5 mm was prepared in the same manner as in Example 1.
I got 1. Next, platinum pipe 1 with an outer diameter of 0.5+nm
A lithium niobate crystal wire having a diameter of 0.5 n+m was produced from this raw material wire 11 using the apparatus shown in FIG.

その結果、直径が0.5mmであり、径が均一なニオブ
酸リチウム結晶細線材を得ることができた。
As a result, it was possible to obtain a lithium niobate crystal fine wire having a uniform diameter of 0.5 mm.

L咬健上 実施例1と同様にして直径が1mmの原料線材11を得
た。次いで、第2図に示す装置からパイプ18を取り除
いた装置により、この原料線材11から直径が0.5m
mのニオブ酸リチウム結晶細線材を製造した。
A raw material wire 11 having a diameter of 1 mm was obtained in the same manner as in Example 1. Next, using the apparatus shown in FIG. 2 from which the pipe 18 has been removed, a diameter of 0.5 m is obtained from this raw material wire 11.
A lithium niobate crystal thin wire material of m was manufactured.

その結果、ニオブ酸リチウム結晶細線材の径が0.3乃
至0.5mmの範囲で大きく変動した。
As a result, the diameter of the lithium niobate crystal thin wire varied greatly within the range of 0.3 to 0.5 mm.

L1匠す るつぼ2内の融液の粘度を45cl)になるようにし、
実施例1と同様にして、原料線材を製造した。
Adjust the viscosity of the melt in the pot 2 to 45 cl),
A raw material wire was produced in the same manner as in Example 1.

しかし、この原料線材は直径が3.5mmであり、変形
して真直性が悪く、第2図に示す装置に装着することが
できなかった。従って、結晶細線材を製造することはで
きなかった。
However, this raw material wire had a diameter of 3.5 mm, was deformed and had poor straightness, and could not be installed in the apparatus shown in FIG. 2. Therefore, it was not possible to produce a crystalline fine wire material.

L1健1 直径が1IllI11の焼結線材を原料線材とし、第2
図に示す装置により直径が0.3mmのニオブ酸リチウ
ム結晶細線材を製造した。
L1ken1 A sintered wire with a diameter of 1IllI11 is used as the raw material wire, and the second
A lithium niobate crystal thin wire having a diameter of 0.3 mm was manufactured using the apparatus shown in the figure.

その結果、ニオブ酸リチウム結晶細線材の線径に変動が
生じると共に、結晶中に気泡が含存された。
As a result, the wire diameter of the lithium niobate crystal thin wire material varied and air bubbles were included in the crystal.

此」虹例コL 第1図に示す装置において下方層流を発生させず、その
他は実施例1と同様にして原料線材を製造した。しかし
、この原料線材は真直性が悪く、第2図に示す装置に装
着することができなかった。
A raw material wire was produced in the same manner as in Example 1 except that no downward laminar flow was generated in the apparatus shown in FIG. 1. However, this raw material wire had poor straightness and could not be installed in the apparatus shown in FIG.

従って、結晶細線材を製造することはできなかった。Therefore, it was not possible to produce a crystalline fine wire material.

比μm 第1図に示す装置において、るつぼ2の底壁の流出孔1
3の直径を1.5mmとし、その他は実施例1と同様に
して直径が0.8mmの原料線材を製造した。次いで、
第2図に示す装置により、直径が0.3mmのニオブ酸
リチウム結晶細線材を製造した。
Ratio μm In the apparatus shown in FIG.
A raw material wire rod having a diameter of 0.8 mm was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the wire rod 3 was 1.5 mm. Then,
A lithium niobate crystal thin wire having a diameter of 0.3 mm was manufactured using the apparatus shown in FIG.

その結果、原料線材の直径が小さいために、安定した溶
融部が得られず、断線が発生した。
As a result, since the diameter of the raw material wire was small, a stable molten zone could not be obtained and wire breakage occurred.

L改監班 実施例1と同様にして直径が2.5mm原料線材を製造
した。次いで、外径が1mmの白金パイプを装着した第
2図に示す装置により、直径が1.Ommのニオブ酸リ
チウム結晶細線材を製造した。
A raw material wire rod having a diameter of 2.5 mm was produced in the same manner as in Example 1 of the L revision supervision team. Next, using the apparatus shown in FIG. 2 equipped with a platinum pipe having an outer diameter of 1 mm, a diameter of 1. A lithium niobate crystal thin wire material of 0 mm was manufactured.

その結果、溶融部に貯める融液の量が多くなり、融液の
粘度が安定せず、断線が発生した。
As a result, the amount of melt stored in the melting zone increased, the viscosity of the melt became unstable, and wire breakage occurred.

上述の如く、本発明に係る実施例1,2はいずれも径が
均一なニオブ酸リチウム結晶細線材を製造することがで
きた。一方、原料線材を製造するときに融液の粘度を4
5cT)と高くした比較例2及び下方層流を発生させな
かった比較例4はいずれも細線材の製造に使用すること
が可能な原料線材を製造することができなかった。また
、パイプを使用しなかった比較例1、焼結線材を原料線
材とした比較例3、原料線材の径が細い比較例5及び線
径が太くなるようにして融液を引き上げた比較例6はい
ずれも線径の変動が大きいか、又は断線が発生し、所望
の径が均一であり且つ長さが長い結晶細線材を製造する
ことができなかった。
As described above, in both Examples 1 and 2 according to the present invention, lithium niobate crystal thin wire materials with uniform diameters could be manufactured. On the other hand, when manufacturing raw material wire, the viscosity of the melt is set to 4
In Comparative Example 2, in which the flow rate was as high as 5 cT), and in Comparative Example 4, in which no downward laminar flow was generated, it was not possible to produce a raw material wire that could be used to produce a fine wire. In addition, Comparative Example 1 in which no pipe was used, Comparative Example 3 in which a sintered wire was used as the raw material wire, Comparative Example 5 in which the diameter of the raw material wire was small, and Comparative Example 6 in which the melt was pulled up by increasing the wire diameter. In either case, the wire diameter fluctuated greatly or wire breakage occurred, making it impossible to produce a crystal thin wire material with a desired uniform diameter and long length.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、所定の粘度の酸化
物融液を冷却媒体の下方層流中で冷却して凝固させて原
料線材を製造した後、この原料線材を局部的に溶融させ
、融液をパイプを介して引き上げて所定の線径の細線材
を製造するから、ボイド等の欠陥がなく、径の変動が抑
制された酸化物結晶細線材を連続的に製造することがで
きる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, after a raw material wire is produced by cooling and solidifying an oxide melt having a predetermined viscosity in a downward laminar flow of a cooling medium, this raw material wire is By melting locally and pulling the melt through a pipe to produce thin wire rods with a predetermined wire diameter, we can continuously produce thin oxide crystal wire rods with no defects such as voids and with suppressed diameter fluctuations. can be manufactured.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例方法において使用する原料線材
の製造装置を示す断面図、第2図は本発明の実施例方法
において使用する酸化物結晶細線材の製造装置を示す断
面図である。 1;融液、2;るつぼ、3;融液流、4;冷却媒体保持
容器、5;下方層流発生筒、6;冷却媒体、7;ポンプ
、8;熱交換器、9;メツシュ、10;パケット、11
;原料線材、12;切断装置、13;流出孔、15;結
晶細線材、16;溶融部、17;発熱コイル、18;パ
イプ、19a。 19b;線材ホルダ、20;引き上げ用駆動軸、21;
原料線材供給用駆動軸、22;加熱炉、23;発熱体、
24;引き上げ材、25;抵抗発熱線
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a sectional view showing an apparatus for producing a raw material wire rod used in an embodiment method of the present invention, and Fig. 2 is a sectional view showing a production apparatus for a raw material wire rod used in an embodiment method of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the device. 1; melt, 2; crucible, 3; melt flow, 4; cooling medium holding container, 5; lower laminar flow generating cylinder, 6; cooling medium, 7; pump, 8; heat exchanger, 9; mesh, 10 ;packet, 11
raw material wire, 12; cutting device, 13; outflow hole, 15; crystal thin wire, 16; melting section, 17; heating coil, 18; pipe, 19a. 19b; Wire rod holder, 20; Driving shaft for pulling, 21;
Drive shaft for supplying raw material wire, 22; Heating furnace, 23; Heating element,
24; Pulling material, 25; Resistance heating wire

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粉末状の酸化物を出発原料とし、この出発原料を
加熱して溶融させることにより粘度が40cp以下の融
液を得る工程と、この融液を冷却媒体の下方層流中に自
然落下させて急冷し凝固させて直径が1mm以上の原料
線材を得る工程と、この原料線材を局部的に加熱して溶
融させることにより溶融部を形成する工程と、この溶融
部の上端に配置され前記酸化物の融点以上に加熱された
パイプ内に融液を引き上げてこの融液を直径が0.5m
m以下の細線材に凝固させる工程とを有することを特徴
とする酸化物結晶細線材の製造方法。
(1) The process of using a powdered oxide as a starting material and heating and melting this starting material to obtain a melt with a viscosity of 40 cp or less, and allowing this melt to fall naturally into a downward laminar flow of cooling medium. a step of obtaining a raw material wire having a diameter of 1 mm or more by rapidly cooling and solidifying the raw material wire; a step of locally heating and melting the raw material wire to form a molten part; The melt is pulled up into a pipe heated above the melting point of the oxide, and the melt is poured into a pipe with a diameter of 0.5 m.
1. A method for producing an oxide crystal thin wire, comprising a step of solidifying the wire into a thin wire with a diameter of m or less.
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