一種用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩堝蓋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視樹禍蓋。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)溫度約為2050°C，在生長(zhǎng)藍(lán)寶石單晶，尤其是大尺寸藍(lán)寶石單晶時(shí)，為保持爐內(nèi)溫度，控制合理的溫度梯度，對(duì)保溫系統(tǒng)的要求較為苛刻。保溫結(jié)構(gòu)包括坩禍蓋、上下隔熱屏、保溫筒、保溫填料需要等。由于藍(lán)寶石單晶的生長(zhǎng)溫度高，因此，要求保溫材料具有較高的機(jī)械和熱負(fù)載能力。加強(qiáng)低溫區(qū)的保溫，控制溫度梯度和高溫區(qū)的過熱溫度，以保證晶體不開裂，生長(zhǎng)界面穩(wěn)定與熔體不局部成核結(jié)晶。
[0003]另外，生長(zhǎng)高品質(zhì)、高熔點(diǎn)的藍(lán)寶石晶體，要求生長(zhǎng)環(huán)境相對(duì)純凈。若采用低熔點(diǎn)材料保溫，在高溫生長(zhǎng)環(huán)境下會(huì)揮發(fā)，并進(jìn)入晶體內(nèi)部。雖然部分雜質(zhì)(例如炭雜質(zhì))可以通過退火工藝可以消除，但雜質(zhì)取出后所留下的原子空位卻無(wú)法消除，對(duì)晶體品質(zhì)造成不良影響。
[0004]坩禍蓋位于坩禍的上方，接受熱輻射最多。為保持爐內(nèi)溫度、防止過高的溫度對(duì)爐殼造成損害，坩禍蓋必須有很好的隔熱效果，另外，坩禍蓋上還需要預(yù)留出籽晶插孔及觀察窗的位置。
[0005]現(xiàn)有坩禍蓋的籽晶插孔及觀察窗均設(shè)置在坩禍蓋中心位置，當(dāng)晶體尺寸大于SOKg級(jí)時(shí)，必須加大開孔尺寸才能觀察到晶體放肩、控徑的生長(zhǎng)狀況，當(dāng)坩禍蓋中部開孔較大時(shí)，不僅會(huì)影響坩禍蓋的保溫性能和晶體生長(zhǎng)的溫度梯度，同時(shí)雜質(zhì)更容易從開孔部位掉入生長(zhǎng)熔液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種禍口梯度調(diào)節(jié)效果好、便于觀察的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，包括若干層圓環(huán)板，圓環(huán)板通過鎢螺桿套件穿設(shè)固定為整體，圓環(huán)板與圓環(huán)板間設(shè)置有U型隔墊；圓環(huán)板向上而下，內(nèi)徑遞增，外徑遞增；圓環(huán)板開設(shè)有觀察孔，觀察孔穿透所有圓環(huán)板。
[0009]作為優(yōu)選，圓環(huán)板包括若干層圓環(huán)鉬板或圓環(huán)鎢板，或者包括若干層圓環(huán)鉬板與至少一層圓環(huán)鎢板，圓環(huán)鉬板設(shè)置在圓環(huán)鎢板上方。
[0010]作為優(yōu)選，鎢螺桿套件包括鎢螺桿、螺帽、鎢鋁絲，鎢螺桿穿設(shè)在所有圓環(huán)板后，鎢螺桿的一端旋接螺帽，鎢螺桿的另一端開設(shè)有至少一個(gè)徑向的固定通孔，鎢鋁絲穿設(shè)在固定通孔內(nèi)。
[0011]作為優(yōu)選，用鎢繩將鎢鋁絲與鎢螺桿緊密纏繞。
[0012]作為優(yōu)選，觀察孔在圓環(huán)板上沿圓周方向均勻公布。
[0013]作為優(yōu)選，觀察孔為長(zhǎng)條狀，并且呈放射狀排列。
[0014]作為優(yōu)選，觀察孔為橢圓孔，橢圓遠(yuǎn)離圓環(huán)板中心的頂點(diǎn)到圓環(huán)板中心的距離不小于180mm，短軸為20_40mm。
[0015]作為優(yōu)選，U型隔墊呈放射狀設(shè)置在圓環(huán)板與圓環(huán)板之間，將相鄰的圓環(huán)板隔開，U型隔墊的長(zhǎng)度小于與其相鄰的下方的圓環(huán)板的圓環(huán)寬度。
[0016]作為優(yōu)選，鎢螺桿套件均勻設(shè)置在圓環(huán)板的外側(cè)，U型隔墊的一端穿設(shè)在鎢螺桿套件上。
[0017]本發(fā)明的有益效果如下:
[0018]1、本發(fā)明所述的坩禍蓋采用下層為圓環(huán)鎢板、上層為圓環(huán)鉬板的結(jié)合方式，并且圓環(huán)板與圓環(huán)板之間采用U型隔墊，不僅節(jié)省成本，還可保證坩禍蓋整體具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)整個(gè)坩禍蓋的使用壽命，及有效抑制因變形嚴(yán)重導(dǎo)致坩禍口上端的溫度梯度發(fā)生變化和揮發(fā)物、雜質(zhì)等掉落至熔液影響原料純度的現(xiàn)象；
[0019]2、采用多層圓環(huán)板的結(jié)構(gòu)，利用鎢鉬材質(zhì)熔點(diǎn)高、熱傳導(dǎo)性能好的特點(diǎn)可進(jìn)一步保證晶體生長(zhǎng)的高溫環(huán)境，同時(shí)通過調(diào)節(jié)圓環(huán)板之間的間隙能夠獲得均勻穩(wěn)定的溫場(chǎng)，并形成適合于SOKg級(jí)以上大尺寸藍(lán)寶石生長(zhǎng)的溫度梯度，大大提高大尺寸藍(lán)寶石晶體的品質(zhì)；
[0020]3、在圓環(huán)板上沿圓周均勻開設(shè)觀察孔，便于觀察大尺寸晶體的生長(zhǎng)過程，同時(shí)也可縮小圓環(huán)板中心的開孔尺寸，這樣既降低了雜質(zhì)掉入生長(zhǎng)熔液的可能，還保證了晶體放肩生長(zhǎng)的高溫環(huán)境，更便于準(zhǔn)確把握晶體在放肩、控徑時(shí)的尺寸精確度，解決晶體放肩及控徑生長(zhǎng)時(shí)因尺寸控制和溫度控制偏差過大產(chǎn)生的長(zhǎng)角、而引起的制程異常和晶體整體開裂冋題；
[0021]4、鎢螺桿套件采用一端加工固定通孔，即采用插銷固定、鎢繩加固的固定方式，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)根本杜絕了采用兩頭螺帽固定方式因高溫使用或使用多次后無(wú)法松開的問題。這樣本發(fā)明所述的坩禍蓋實(shí)現(xiàn)了可拆卸、更換的效果，很大程度上節(jié)省生產(chǎn)成本和保證了坩禍蓋的安全使用。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的剖視圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的俯視圖；
[0024]圖中:10是圓環(huán)板，11是U型隔塾，12是鶴螺桿，13是螺帽，14是鶴銷絲，15是固定通孔，16是觀察孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]如圖1、圖2所示的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，包括若干層圓環(huán)板10，圓環(huán)板10通過鎢螺桿套件穿設(shè)固定為整體，圓環(huán)板10與圓環(huán)板10間設(shè)置有U型隔墊11 ;圓環(huán)板10向上而下，內(nèi)徑遞增，外徑遞增；圓環(huán)板10開設(shè)有觀察孔16，觀察孔16穿透所有圓環(huán)板10。
[0027]圓環(huán)板10包括若干層圓環(huán)鉬板或圓環(huán)鎢板，或者包括若干層圓環(huán)鉬板與至少一層圓環(huán)鎢板，圓環(huán)鉬板設(shè)置在圓環(huán)鎢板上方。下層為圓環(huán)鎢板、上層為圓環(huán)鉬板的結(jié)合方式，并且圓環(huán)板10與圓環(huán)板10之間采用U型隔墊11，不僅節(jié)省成本，還可保證坩禍蓋整體具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)整個(gè)坩禍蓋的使用壽命，及有效抑制因變形嚴(yán)重導(dǎo)致坩禍口上端的溫度梯度發(fā)生變化和揮發(fā)物、雜質(zhì)等掉落至熔液影響原料純度的現(xiàn)象。根據(jù)鉬與鎢的材料特性，通過改變圓環(huán)鉬板與圓環(huán)鎢板的數(shù)量，可以對(duì)生長(zhǎng)爐內(nèi)的溫度進(jìn)行微調(diào)。
[0028]U型隔墊11呈放射狀設(shè)置在圓環(huán)板10與圓環(huán)板10之間，將相鄰的圓環(huán)板10隔開，U型隔墊11的長(zhǎng)度小于與其相鄰的下方的圓環(huán)板10的圓環(huán)寬度。
[0029]本實(shí)施例中，包括至少5層圓環(huán)板10，圓環(huán)鎢板數(shù)量為1-2片，U型隔墊11為U型鎢隔墊。在圓環(huán)板10外側(cè)沿圓周方向均布8-16個(gè)安裝固定通孔15，并于安裝固定通孔15中套接有鎢螺桿套件；U型隔墊11長(zhǎng)度根據(jù)每層圓環(huán)板10外徑內(nèi)徑大小設(shè)置，隔墊高度為2_5mm0
[0030]鎢螺桿套件包括鎢螺桿12、螺帽13、鎢鋁絲14，鎢螺桿12穿設(shè)在所有圓環(huán)板10后，鎢螺桿12的一端旋接螺帽13，鎢螺桿12的另一端開設(shè)有至少一個(gè)徑向的固定通孔15，鎢鋁絲14穿設(shè)在固定通孔15內(nèi)。鎢螺桿套件均勻設(shè)置在圓環(huán)板10的外側(cè)，U型隔墊11的一端穿設(shè)在鎢螺桿套件上。
[0031 ] 本實(shí)施例中，鎢螺桿12直徑3-8mm，鎢螺桿12 —端設(shè)有配套螺帽13，鎢螺桿12另一端沿徑向方向設(shè)置有直徑為2-2.5mm的固定通孔15，固定通孔15個(gè)數(shù)為1_3個(gè)，在固定通孔15處配有長(zhǎng)20-30mm、直徑2_2.5mm的鎢鋁絲14 ;安裝時(shí)將每片圓環(huán)板10和U型隔墊11穿過，最后用鎢鋁絲14穿過固定通孔15，再用直徑約0.15的鎢絲編好的繩將鎢螺桿12及鎢鋁絲14纏繞加以牢固。
[0032]觀察孔16在圓環(huán)板10上沿圓周方向均勻公布，觀察孔16為長(zhǎng)條狀，并且呈放射狀排列。在圓環(huán)板10上沿圓周均勻開設(shè)觀察孔16，便于觀察大尺寸晶體的生長(zhǎng)過程，同時(shí)也可縮小圓環(huán)板10中心的開孔尺寸，這樣既降低了雜質(zhì)掉入生長(zhǎng)熔液的可能。還保證了晶體放肩生長(zhǎng)的高溫環(huán)境，更便于準(zhǔn)確把握晶體在放肩、控徑時(shí)的尺寸精確度，解決晶體放肩及控徑生長(zhǎng)時(shí)因尺寸控制和溫度控制偏差過大產(chǎn)生的長(zhǎng)角、而引起的制程異常和晶體整體開裂冋題。
[0033]本實(shí)施例中，所述觀察孔16個(gè)數(shù)為3個(gè)，形狀為橢圓形，橢圓遠(yuǎn)離圓環(huán)板中心的頂點(diǎn)到圓環(huán)板中心的距離不小于180mm，短軸為20_40mm。針對(duì)于常見的肩寬300mm的晶體，橢圓遠(yuǎn)離圓環(huán)板中心的頂點(diǎn)到圓環(huán)板中心的距離為200mm，短軸為30mm。
[0034]上述實(shí)施例僅是用來(lái)說明本發(fā)明，而并非用作對(duì)本發(fā)明的限定。只要是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、變型等都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，包括若干層圓環(huán)板，圓環(huán)板通過鎢螺桿套件穿設(shè)固定為整體，圓環(huán)板與圓環(huán)板間設(shè)置有U型隔墊；圓環(huán)板向上而下，內(nèi)徑遞增，外徑遞增；圓環(huán)板開設(shè)有觀察孔，觀察孔穿透所有圓環(huán)板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，圓環(huán)板包括若干層圓環(huán)鉬板或圓環(huán)鎢板，或者包括若干層圓環(huán)鉬板與至少一層圓環(huán)鎢板，圓環(huán)鉬板設(shè)置在圓環(huán)鎢板上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，鎢螺桿套件包括鎢螺桿、螺帽、鎢鋁絲，鎢螺桿穿設(shè)在所有圓環(huán)板后，鎢螺桿的一端旋接螺帽，鎢螺桿的另一端開設(shè)有至少一個(gè)徑向的固定通孔，鎢鋁絲穿設(shè)在固定通孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，用鎢繩將鎢鋁絲與鎢螺桿緊密纏繞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，觀察孔在圓環(huán)板上沿圓周方向均勻公布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，觀察孔為長(zhǎng)條狀，并且呈放射狀排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，觀察孔為橢圓孔，橢圓遠(yuǎn)離圓環(huán)板中心的頂點(diǎn)到圓環(huán)板中心的距離不小于180mm，短軸為20_40mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，U型隔墊呈放射狀設(shè)置在圓環(huán)板與圓環(huán)板之間，將相鄰的圓環(huán)板隔開，U型隔墊的長(zhǎng)度小于與其相鄰的下方的圓環(huán)板的圓環(huán)寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩禍蓋，其特征在于，鎢螺桿套件均勻設(shè)置在圓環(huán)板的外側(cè)，U型隔墊的一端穿設(shè)在鎢螺桿套件上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的可視坩堝蓋，包括若干層圓環(huán)板，圓環(huán)板通過鎢螺桿套件穿設(shè)固定為整體，圓環(huán)板與圓環(huán)板間設(shè)置有U型隔墊；圓環(huán)板向上而下，內(nèi)徑遞增，外徑遞增；圓環(huán)板開設(shè)有觀察孔，觀察孔穿透所有圓環(huán)板。本發(fā)明所述的坩堝蓋采用下層為圓環(huán)鎢板、上層為圓環(huán)鉬板的結(jié)合方式，并且圓環(huán)板與圓環(huán)板之間采用U型隔墊，不僅節(jié)省成本，還可保證坩堝蓋整體具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，延長(zhǎng)整個(gè)坩堝蓋的使用壽命，及有效抑制因變形嚴(yán)重導(dǎo)致坩堝口上端的溫度梯度發(fā)生變化和揮發(fā)物、雜質(zhì)等掉落至熔液影響原料純度的現(xiàn)象。
【IPC分類】C30B15-26, C30B29-20
【公開號(hào)】CN104630888
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410794516
【發(fā)明人】黃小衛(wèi), 李濤, 裴廣慶, 柳祝平
【申請(qǐng)人】福建鑫晶精密剛玉科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日