一種化學氣相沉積設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化學氣相沉積設(shè)備，包括殼體、反應系統(tǒng)以及位于所述殼體和所述反應系統(tǒng)之間的加熱元件，在所述殼體的內(nèi)部設(shè)有所述反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括原料供應裝置和反應室，在所述原料供應裝置和反應室的外側(cè)的殼體內(nèi)壁上設(shè)有所述加熱元件，其特征在于：所述殼體包括殼本體和門，所述殼本體和門共同圍合成一內(nèi)腔，所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述門能夠敞開或者封閉所述內(nèi)腔的一個面。本發(fā)明提供的化學氣相沉積設(shè)備能夠制備超大尺寸體材料，在盡可能縮小體積的前提下實現(xiàn)了超大尺寸體材料的制備，單面平開門設(shè)計使得日常的內(nèi)部組件安裝、拆卸直接在地面高度簡單操作即可，僅需極少人工即可實現(xiàn)對反應爐的操控使用，滿足CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種化學氣相沉積設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化學氣相沉積設(shè)備，尤其涉及一種制備超大尺寸體材料的化學氣相沉積設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]CVD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種先進材料的制造，例如金屬材料，陶瓷材料，半導體材料、紅外光學材料等；并且可以制備管、薄膜、粉末、體材料等。其中在制備紅外光學體材料例如CVDZnS,CVDZnSe等方面更是具有獨特的優(yōu)勢，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)制備材料的密度高、純度好、光學性能好，還能實現(xiàn)其他工藝方法不能實現(xiàn)的大尺度材料制備。
[0003]圖1示出了常規(guī)CVDZnS制備過程中用到的反應爐100，常規(guī)CVDZnS的制備過程為:在圓筒形高溫負壓反應殼體1001底部的圓形坩堝容器1002中放入原料Zn，H2S氣體和殼體底部融化的Zn蒸氣均以Ar為載氣輸送到溫度高于600°C的反應室1003里，反應室1003的側(cè)壁由石墨材料制成，進入到反應室中的H2S氣體和Zn蒸氣在石墨襯底上開始實現(xiàn)下列氣相反應:
[0004]Zn+H2S — ZnS+H2 ?
[0005]反應生成的ZnS分子在襯底上逐漸生長成ZnS多晶晶粒。不斷生成的ZnS多晶晶粒持續(xù)沉積到表面，隨著生長時間的增加材料變厚，經(jīng)過一段時間的沉積生長，最終可以獲得幾毫米~幾十毫米厚的硫化鋅多晶體材毛坯料。
[0006]CVD體材料制備裝置一般采用圓筒或者類圓筒型的真空負壓反應爐，冷卻方式一般采用雙層內(nèi)水套爐壁冷卻方式，圓筒形反應爐比較容易達到設(shè)計的結(jié)構(gòu)強度，采用雙層內(nèi)水套爐壁冷卻方式也能有效降低爐壁溫度，保證殼體材料的結(jié)構(gòu)強度不受爐內(nèi)高溫影響。例如鐘罩式密封真空殼體，此種`真空反應爐為了操作爐腔內(nèi)部的組件，需要將鐘罩式的殼體吊起，這樣，鐘罩式密封真空殼體的結(jié)構(gòu)需要很高的廠房安置設(shè)備，同時需要配備一系列動力牽引系統(tǒng)升降鐘罩式殼體系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜，穩(wěn)定性不高。并且由于制備體材料的反應爐爐內(nèi)材料生長的反應室一般為矩形結(jié)構(gòu)，如果獲得超大尺寸體材料，反應室的尺寸必須很大，如果殼體內(nèi)部提供高溫的加熱元件均勻分布在反應爐內(nèi)壁，則導致在同一高度截面上反應室不同部位同殼體發(fā)熱體的間距存在著很大的差別，最終導致體材料生長溫度不均勻，材料性能變化嚴重。而匹配CVD反應室形狀改變發(fā)熱體位置和形狀，又會帶來發(fā)熱體結(jié)構(gòu)和形狀的復雜性，同時極大浪費筒形結(jié)構(gòu)反應爐內(nèi)部空間，CVD材料生長尺寸放大受到限制。現(xiàn)有的反應爐無法制備超大規(guī)格尺寸(單邊尺寸達到400~500mm以上)的紅外光學體材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠制備超大尺寸體材料的化學氣相沉積設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能制備超大規(guī)格尺寸體材料的技術(shù)問題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種化學氣相沉積設(shè)備，包括殼體、反應系統(tǒng)以及位于所述殼體和所述反應系統(tǒng)之間的加熱元件，在所述殼體的內(nèi)部設(shè)有所述反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括原料供應裝置和反應室，在所述原料供應裝置和反應室的外側(cè)的殼體內(nèi)壁上設(shè)有所述加熱兀件，其特征在于:所述殼體包括殼本體和門，所述殼本體和門共同圍合成一內(nèi)腔，所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述門能夠敞開或者封閉所述內(nèi)腔的一個面。
[0009]優(yōu)選地，所述殼本體是由左側(cè)面、右側(cè)面、頂面、底面和后背面構(gòu)成的一個前面敞開的長方體。
[0010]優(yōu)選地，所述門的一個側(cè)邊與所述殼本體的一個側(cè)面的側(cè)邊鉸接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述長方體形狀的內(nèi)腔的尺寸為:長1.4~2.5m，寬0.8~1.4m，高2.8~
4.8m,殼本體壁厚12~25mm。
[0012]優(yōu)選地，所述殼體的材質(zhì)選自304、321、316和316L不銹鋼。
[0013]優(yōu)選地，在所述殼本體和/或門的外壁上設(shè)置有冷卻裝置。
[0014]優(yōu)選地，所述冷卻裝置為截面是正方形或者矩形的管道，在所述管道內(nèi)充入冷卻液。
[0015]優(yōu)選地，所述管道在所述殼本體的五個面的外壁上和/或門的外壁上，呈S或Z形多次往返循環(huán)直到布滿整個殼本體和/或門的外壁，所述管道的內(nèi)腔從殼本體或門的底部到殼本體或門的頂部 單向貫通。
[0016]優(yōu)選地，所述管道位于底端的開始端的開口設(shè)為進水口，位于頂面的結(jié)束端的開口設(shè)為出水口。
[0017]優(yōu)選地，所述管道由槽鋼扣到所述殼本體和/或門的外壁上焊接而成。
[0018]優(yōu)選地，所述槽鋼型號選用標號為10#，12.6#，14#或者16#槽鋼，或者，由鋼片焊接成類似標號10#，12.6#，14#或者16#尺寸的槽鋼。
[0019]優(yōu)選地,在所述殼本體外側(cè)設(shè)置有加強圈。
[0020]優(yōu)選地，所述加強圈為一個或者多個，所述加強圈與所述門大致平行的套裝在所述殼本體上，優(yōu)選的，所述加強圈由方鋼或者矩形鋼或者圓形空心鋼構(gòu)成，優(yōu)選的，所述方鋼為100~250mm見方的方鋼，所述矩形鋼橫截面的寬度為100~250mm，所述圓形空心鋼的直徑為100~250mm，更加優(yōu)選的，所述方鋼或者矩形鋼或者圓形空心鋼的中心距離所述門和所述后背面的距離為100~300mm。
[0021]優(yōu)選地,所述加熱元件包括原料供應裝置加熱組件和反應室加熱組件。
[0022]優(yōu)選地，所述原料供應裝置加熱組件包括設(shè)置在殼本體左右側(cè)面內(nèi)壁、后背面內(nèi)壁以及門內(nèi)壁下部的立面加熱元件和設(shè)置在所述殼本體底面內(nèi)壁上的底面加熱元件，所述立面加熱元件的高度與所述原料供應裝置的高度相對應，所述立面加熱元件和底面加熱元件的大小與所述原料供應裝置相應表面的大小相對應，使得所述原料供應裝置加熱組件與所述原料供應裝置間隔一定距離的包圍住所述原料供應裝置。
[0023]優(yōu)選地，所述原料供應裝置加熱組件的形狀為」—LI — |_的條帶結(jié)構(gòu)，所述條帶的寬度為40~100mm,厚度為10~25mm,條帶中心間距為110~180mm。
[0024]優(yōu)選地，所述反應室加熱組件位于所述原料供應裝置加熱組件的上方，包括設(shè)置在殼本體內(nèi)壁上的加熱元件和位于門內(nèi)壁上的加熱元件。
[0025]優(yōu)選地，所述反應室加熱組件采用U型條帶壁掛式結(jié)構(gòu)安裝于所述殼本體的內(nèi)壁上和I?內(nèi)壁上。[0026]優(yōu)選地，所述原料供應裝置加熱組件和/或反應室加熱組件通過電極與外部電源相連接，所述電極設(shè)置在所述冷卻裝置上。
[0027]優(yōu)選地，在所述殼本體內(nèi)壁和門的內(nèi)壁上均鋪設(shè)一定厚度的保溫層，所述保溫層的保溫材料為:柔性碳氈、固化碳氈、柔性耐火陶瓷纖維氈或固化耐火陶瓷纖維板。
[0028]本發(fā)明提供的化學氣相沉積設(shè)備能夠制備超大尺寸體材料，其殼體內(nèi)部容積能夠超過3立方米，完全滿足利用CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料的容積要求?？梢垣@得多塊單邊不小于800mm,表面面積不小于1.5平方米,厚度可以大于25mm超大規(guī)格的體材料；在高溫負壓工藝條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，真空密閉性良好。滿足利用CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料對反應容器的強度和真空度技術(shù)要求；內(nèi)部發(fā)熱元件布局合理，殼體內(nèi)部材料制備區(qū)域溫度場均勻，得到的超大尺寸體材料各部位材料結(jié)構(gòu)均勻，性質(zhì)良好；化學氣相沉積設(shè)備整體設(shè)計緊湊，內(nèi)部空間有效利用率極高。本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學氣相沉積設(shè)備在盡可能縮小體積的前提下實現(xiàn)了超大尺寸體材料的制備，同時單面平開門設(shè)計使得日常的內(nèi)部組件安裝、拆卸直接在地面高度簡單操作即可，僅需極少人工即可實現(xiàn)對設(shè)備的操控使用，并且，本發(fā)明的化學氣相沉積設(shè)備滿足CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，極大提高了生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本，為相關(guān)產(chǎn)品的推廣普及應用打下基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的化學沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學沉積設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖(門處于打開狀態(tài));
[0032]圖3為本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學沉積設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖(門處于關(guān)閉狀態(tài));
[0033]圖4為本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學沉積設(shè)備的后側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學沉積設(shè)備的加熱元件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]以下將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
[0036]如圖2所示，本發(fā)明中的制備超大尺寸體材料的化學氣相沉積設(shè)備包括殼體1、反應系統(tǒng)2和位于殼體和反應系統(tǒng)之間的加熱元件3。在所述殼體I的內(nèi)部設(shè)有所述反應系統(tǒng)2，所述反應系統(tǒng)2包括原料供應裝置4和反應室5，所述原料供應裝置4例如為鋅槽，為所述反應系統(tǒng)2提供化學沉積所需的原材料，在所述原料供應裝置4和反應室5的外側(cè)的殼體I內(nèi)壁上設(shè)有所述加熱元件3。
[0037]所述殼體包括殼本體101和門102，所述殼本體101和門102共同構(gòu)成一個具有立方體形內(nèi)腔的矩形結(jié)構(gòu)，所述殼本體101是由左側(cè)面1011、右側(cè)面1012、頂面1013、底面1014和后面1015構(gòu)成的一個前面敞開的長方體，所述門102的一個側(cè)邊與所述殼本體的一個側(cè)面的側(cè)邊鉸接，從而所述門102能夠打開或者關(guān)閉所述殼本體101敞開的前面。所述殼體內(nèi)部尺寸為:長1.4~2.5m,寬0.8~1.4m,高2.8~4.8m,殼本體壁厚12~25_。所述殼體的材質(zhì)可選自304、321、316和316L不銹鋼，或者其他相類似的金屬材料。
[0038]在所述殼本體101和門102的外壁上分別設(shè)置有殼本體冷卻裝置103和門冷卻裝置104，所述冷卻裝置為截面是正方形或者矩形的管道，在所述管道內(nèi)充入冷卻液，所述冷卻液優(yōu)選為水；如圖3、圖4所示，在一個優(yōu)選實施例中，所述殼本體冷卻裝置103由槽鋼1031和殼本體101共同構(gòu)成，將所述槽鋼1031的開口面扣合在所述殼本體的外壁上，所述槽鋼的內(nèi)壁和殼本體的外壁共同構(gòu)成冷卻液流通的通道；所述槽鋼1031焊接在所述殼本體的五個面的外壁上，所述槽鋼1031從所述殼本體101的底面1014的外壁開始，在底面1014上走向平行于所述底面的窄邊；兩個側(cè)面1011、1012和后面1015上的所述槽鋼1031的走向平行于水平面；在頂面1013上所述槽鋼1031的走向平行于所述頂面的窄邊，呈S或Z形多次往返循環(huán)直到布滿整個殼本體101的外壁。位于所述槽鋼1031內(nèi)部的通孔從爐底到爐頂單向貫通，參見圖4，所述槽鋼1031位于底面1014的開始端的開口設(shè)為進水口1032，位于頂面1013后側(cè)的結(jié)束端的開口設(shè)為出水口 1033，冷卻水從爐底進水口 1032進入所述冷卻裝置103，然后從爐頂?shù)某鏊?1033流出，經(jīng)過外部冷卻系統(tǒng)冷卻后在所述槽鋼1031和本體外壁共同形成的管道內(nèi)循環(huán)流入流出，這樣保證爐壁得到良好的水冷降溫。同時所述槽鋼1031本身作為加強筋能夠提高殼體的強度，增加殼體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0039]如圖3所示，所述門冷卻裝置104優(yōu)選的也是由槽鋼1041焊接在所述門102外壁上構(gòu)成，在由所述槽鋼1041和門的外壁共同構(gòu)成的管道內(nèi)通入冷卻液，所述冷卻液優(yōu)選為水；所述槽鋼1041從所述門102外壁的底端到頂端之間呈S或Z形多次往返循環(huán)直到鋪滿整個門102的外壁，所述槽鋼1041的最下端的開口處為入水口 1042 (參見圖5)，所述槽鋼1041的最上端的開口處為出水口 1043，冷卻水從所述門體下端的進水口 1042進入所述冷卻裝置，然后從門體上端的出水口 1043流出，經(jīng)過外部冷卻系統(tǒng)冷卻后在位于所述槽鋼1041內(nèi)的管道內(nèi)循環(huán)流入流出，這樣保證門102得到良好的水冷降溫。同時所述槽鋼1041本身作為加強筋能夠提高門102的強度。
`[0040]所述槽鋼型號可選用10#, 12.6#，14#或者16#槽鋼。相鄰兩條槽鋼中心間距為150~350mm。或者，用不銹鋼條片在相同規(guī)格尺寸范圍內(nèi)焊接成所述槽鋼型號對應形式的冷卻裝置(加強筋)。
[0041]為了進一步增加殼體的強度，在所述殼本體外側(cè)設(shè)置加強圈1016，所述加強圈由方鋼或者矩形鋼或者圓形空心鋼構(gòu)成，所述方鋼為100~250mm見方的方鋼，所述矩形鋼橫截面的寬度為100~250mm，所述圓形空心鋼的直徑為100~250mm。在一個優(yōu)選的實施例中所述加強圈1016有兩個，均由方鋼構(gòu)成，所述加強圈1016與門大致平行的套裝在所述殼本體101上，其中的一個套裝在靠近門102的位置，另外一個套裝在靠近所述殼本體101后側(cè)的位置。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員容易理解，所述加強圈1016可以設(shè)置一個，也可以設(shè)置多個，以能夠提供足夠的強度為準。優(yōu)選的，所述加強圈1016的中心距離所述門102(門處于關(guān)閉狀態(tài)時)和所述后面1015的距離為100~300mm。
[0042]所述門102為與所述殼本體101敞開的前面相匹配的矩形結(jié)構(gòu)，所述門102壁厚12~25mm，如圖2所示，在殼本體101上與所述門102相閉合的位置設(shè)置有門閉合法蘭1017，在門102上對應位置設(shè)置有與該閉合法蘭相對應的門法蘭1021。在一個優(yōu)選實施例中，所述門法蘭1021與所述閉合法蘭1017尺寸相同，當門102處于閉合狀態(tài)時，所述門法蘭1021的內(nèi)側(cè)面與所述閉合法蘭1017的外側(cè)面處于相對并緊密配合的狀態(tài)，在所述門法蘭1021的內(nèi)側(cè)面和/或所述閉合法蘭1017的外側(cè)面上裝設(shè)有密封圈1171，圖2中示出了僅在閉合法蘭1017的外側(cè)面上裝設(shè)密封圈1171的情況。優(yōu)選的，所述閉合法蘭1017和門法蘭1021的法蘭寬度為100~200mm，法蘭厚度為30~100mm。當所述門1021處于關(guān)閉狀態(tài)時，可在門102和殼本體101之間加設(shè)緊固栓進一步加強對門102和殼本體101之間的密封。
[0043]如圖3所示，在門102與殼本體101鉸接的側(cè)邊上設(shè)置有門轉(zhuǎn)軸1022，在所述靠近門位置的加強圈1016的一個側(cè)面上或者殼本體的一個側(cè)面上設(shè)置有殼體轉(zhuǎn)軸1018，在所述門轉(zhuǎn)軸1022和殼體轉(zhuǎn)軸1018內(nèi)設(shè)置有鉸軸(圖中未示出)，所述門轉(zhuǎn)軸1022和殼體轉(zhuǎn)軸1018相對于該鉸軸均能自由轉(zhuǎn)動，優(yōu)選的，在所述門轉(zhuǎn)軸1022和殼體轉(zhuǎn)軸1018相接觸的面上設(shè)置壓力軸承，可以方便門的關(guān)閉和開啟。所述門轉(zhuǎn)軸1022、殼體轉(zhuǎn)軸1018和鉸軸可以設(shè)置多組，均勻的安裝在門102的側(cè)邊和加強圈1016或者殼本體101的一個側(cè)面上；優(yōu)選的，為了方便安裝所述門轉(zhuǎn)軸1022，在所述門外側(cè)焊接轉(zhuǎn)軸支架1023，所述門轉(zhuǎn)軸1022安裝在所述轉(zhuǎn)軸支架1023上。
[0044]所述加熱元件3包括原料供應裝置加熱組件301和反應室加熱組件302。所述加熱元件3采用三高石墨阻性發(fā)熱體。
[0045]如圖5所示，所述原料供應裝置加熱組件包括設(shè)置在殼本體左右側(cè)面內(nèi)壁、后背面內(nèi)壁以及門內(nèi)壁下部的立面加熱元件3011和設(shè)置在殼本體底面內(nèi)壁上的底面加熱元件3012，所述立面加熱元件3011的高度與所述原料供應裝置4的高度相對應，所述立面加熱元件3011和底面加熱元件3012的大小與所述原料供應裝置4的大小相對應,使得所述原料供應裝置加熱組件301與所述原料供應裝置4間隔一定距離的包圍住所述原料供應裝置的條帶結(jié)構(gòu)，所述條帶的寬度為40~100mm,厚度為10~25mm,條帶中心間距為110~180mm。位于殼本體101上的原料供應裝置加熱組件301通過電極3013與外部電源相連(參見圖4，圖5)，位于門102上的原料供應裝置加熱組件301通過電極3014與外部電源相連。優(yōu)選的，所述電極3013、3014同時也是用來固定所述加熱元件的緊固螺栓。所述電極3013、3014均設(shè)置在冷卻裝置的方形管材上，這樣所述電極能夠被冷卻裝置冷卻，同時也能夠增加電極安裝的穩(wěn)定性。
[0046]如圖5所示，所述反應室加熱組件302位于所述原料供應裝置加熱組件301的上方，包括設(shè)置在殼本體101內(nèi)壁上的加熱元件3021和位于門內(nèi)壁上的加熱元件3022。所述反應室加熱組件302在殼體內(nèi)腔中上部區(qū)域采用U型條帶壁掛式結(jié)構(gòu)安裝于三個立面的內(nèi)壁上和門102內(nèi)壁上，條帶高度1800~3500_，寬度80~150_，間距25~100_，厚度15~30mm;所述條帶結(jié)構(gòu)可以為一組，也可以為多組，附圖5示出了在門102內(nèi)壁上設(shè)置兩組條帶結(jié)構(gòu)加熱元件的情況，每組條帶結(jié)構(gòu)的加熱元件的兩端通過緊固螺栓3023將加熱元件固定在殼本體101或者門102的內(nèi)壁上。在所述殼本體101和門102上設(shè)置有托板3024，所述托板3024對所述條帶結(jié)構(gòu)的加熱元件3021、3022進行支承。所述緊固螺栓3023中位于兩邊的兩個同時作為電極將所述加熱元件3021和加熱元件3022與電源相連接，這些電極均設(shè)置在冷卻裝置的方形管材上(參見圖4)，這樣冷卻裝置內(nèi)的冷卻液可對這些電極進行冷卻。[0047]在所述殼體I內(nèi)壁和門2的內(nèi)壁上均鋪設(shè)一定厚度的保溫層(圖中未示出)。所述保溫層的保溫材料為:柔性碳氈、固化碳氈、柔性耐火陶瓷纖維氈或固化耐火陶瓷纖維板。所述保溫層的厚度為40~160mm。
[0048]在所述殼本體101上開孔，用于各種進氣和各種技術(shù)控制參數(shù)測量裝置的安裝。如圖2所示，在所述殼本體的側(cè)壁上部開設(shè)有出氣孔105，該出氣孔的尺寸為:孔徑200~450mm,該出氣孔的中心距離殼體上頂面200~500mm，該出氣孔105用于連接對反應室進行抽氣的真空抽氣系統(tǒng)。在所述殼本體101的下部側(cè)壁上開設(shè)有進氣孔106，用于連接原料氣和載氣的進氣系統(tǒng)，優(yōu)選的，在所述殼本體101的左右兩個側(cè)面上開設(shè)進氣孔106。
[0049]本發(fā)明提供的化學氣相沉積設(shè)備能夠制備超大尺寸體材料，其殼體內(nèi)部容積能夠超過3立方米，完全滿足利用CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料的容積要求?？梢垣@得多塊單邊不小于800mm,表面面積不小于1.5平方米,厚度可以大于25mm超大規(guī)格的體材料；在高溫負壓工藝條件下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，真空密閉性良好。滿足利用CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料對反應容器的強度和真空度技術(shù)要求；內(nèi)部發(fā)熱元件布局合理，殼體內(nèi)部材料制備區(qū)域溫度場均勻，得到的超大尺寸體材料各部位材料結(jié)構(gòu)均勻，性質(zhì)良好；化學氣相沉積設(shè)備整體設(shè)計緊湊，內(nèi)部空間有效利用率極高。本發(fā)明的制備超大尺寸體材料的化學氣相沉積設(shè)備在盡可能縮小體積的前提下實現(xiàn)了超大尺寸體材料的制備，同時單面平開門設(shè)計使得日常的內(nèi)部組件安裝、拆卸直接在地面高度簡單操作即可，僅需極少人工即可實現(xiàn)對設(shè)備的操控使用，并且，本發(fā)明的化學氣相沉積設(shè)備滿足CVD技術(shù)制備超大尺寸體材料的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，極大提高了生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本，為相關(guān)產(chǎn)品的推廣普及應用打下基礎(chǔ)。
[0050]依照 本發(fā)明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用，并不是用于對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種化學氣相沉積設(shè)備,包括殼體、反應系統(tǒng)以及位于所述殼體和所述反應系統(tǒng)之間的加熱元件，在所述殼體的內(nèi)部設(shè)有所述反應系統(tǒng)，所述反應系統(tǒng)包括原料供應裝置和反應室，在所述原料供應裝置和反應室的外側(cè)的殼體內(nèi)壁上設(shè)有所述加熱元件，其特征在于:所述殼體包括殼本體和門，所述殼本體和門共同圍合成一內(nèi)腔，所述內(nèi)腔為長方體形狀，所述門能夠敞開或者封閉所述內(nèi)腔的一個面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述殼本體是由左側(cè)面、右側(cè)面、頂面、底面和后背面構(gòu)成的一個前面敞開的長方體；或者， 所述門的一個側(cè)邊與所述殼本體的一個側(cè)面的側(cè)邊鉸接；或者， 所述長方體形狀的內(nèi)腔的尺寸為:長1.4~2.5m,寬0.8~1.4m,高2.8~4.8m,殼本體壁厚12~25mm ;或者， 所述殼體的材質(zhì)選自304、321、316和316L不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，在所述殼本體和/或門的外壁上設(shè)置有冷卻裝置；優(yōu)選的， 所述冷卻裝置為截面是正方形或者矩形的管道，在所述管道內(nèi)充入冷卻液；優(yōu)選的， 所述管道位于所述殼本體的五個面的外壁上和/或門的外壁上，呈S或Z形多次往返循環(huán)直到布滿整個殼本體和/或門的外壁，所述管道的內(nèi)腔從殼本體或門的底部到殼本體或門的頂部單向貫通；優(yōu)選的， 所述管道位于底 端的開始端的開口設(shè)為進水口，位于頂面的結(jié)束端的開口設(shè)為出水□。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述管道由槽鋼扣到所述殼本體和/或門的外壁上焊接而成，優(yōu)選的，所述槽鋼型號選用標號為10#，12.6#，14#或者16#槽鋼，或者，由鋼片焊接成類似標號10#, 12.6#，14#或者16#尺寸的槽鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備,其特征在于,在所述殼本體外側(cè)設(shè)置有加強圈；或者，所述加熱元件包括原料供應裝置加熱組件和反應室加熱組件；優(yōu)選的， 所述原料供應裝置加熱組件和/或反應室加熱組件通過電極與外部電源相連接，所述電極設(shè)置在所述冷卻裝置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述加強圈為一個或者多個，所述加強圈與所述門大致平行的套裝在所述殼本體上，優(yōu)選的，所述加強圈由方鋼或者矩形鋼或者圓形空心鋼構(gòu)成，優(yōu)選的，所述方鋼為100~250mm見方的方鋼，所述矩形鋼橫截面的寬度為100~250mm，所述圓形空心鋼的直徑為100~250mm，更加優(yōu)選的，所述方鋼或者矩形鋼或者圓形空心鋼的中心距離所述門和所述后背面的距離為100 ~300mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述原料供應裝置加熱組件包括設(shè)置在殼本體左右側(cè)面內(nèi)壁、后背面內(nèi)壁以及門內(nèi)壁下部的立面加熱元件和設(shè)置在所述殼本體底面內(nèi)壁上的底面加熱元件，優(yōu)選的，所述立面加熱元件的高度與所述原料供應裝置的高度相對應，所述立面加熱元件和底面加熱元件的大小與所述原料供應裝置相應表面的大小相對應，使得所述原料供應裝置加熱組件與所述原料供應裝置間隔一定距離的包圍住所述原料供應裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述原料供應裝置加熱組件的形狀為」一 LI 一 |_的條帶結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，所述條帶的寬度為40~100mm,厚度為10~25mm,條帶中心間距為110~180mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，所述反應室加熱組件位于所述原料供應裝置加熱組件的上方，包括設(shè)置在殼本體內(nèi)壁上的加熱元件和位于門內(nèi)壁上的加熱元件；優(yōu)選的， 所述反應室加熱組件采用U型條帶壁掛式結(jié)構(gòu)安裝于所述殼本體的內(nèi)壁上和門內(nèi)壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一種化學氣相沉積設(shè)備，其特征在于，在所述殼本體內(nèi)壁和門的內(nèi)壁上均鋪設(shè)一定厚度的保溫層，優(yōu)選的，所述保溫層的保溫材料為:柔性碳氈、固化 碳氈、柔性耐火陶瓷纖維氈或固化耐火陶瓷纖維板。
【文檔編號】C23C16/44GK103757605SQ201410040254
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】張福昌 申請人:張福昌