一種方便調(diào)節(jié)溫度梯度的藍寶石單生長爐保溫裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及藍寶石單晶生長技術領域，更具體地說，涉及一種方便調(diào)節(jié)溫度梯度的藍寶石單生長爐保溫裝置。
【背景技術】
[0002]藍寶石硬度達到僅次于鉆石的莫氏9級，抗沖擊及全面抗刮擦能力超強；藍寶石手機屏具有高的光學透過率，散射小，能呈現(xiàn)更加逼真的色彩和清晰光亮的鏡面效果；而極高的靈敏性，比市面上其它保護膜的觸控更靈敏精準，畫面更流暢；藍寶石高于普通玻璃2倍的抗輻射能力，有效降低電磁輻射對人體的輻射危險。藍寶石憑借其以上特性，應用到智能手機相關領域(手機面板、Home鍵和Cover Lens保護片)，將是未來中高端智能手機市場發(fā)展的一個必然趨勢。而成本高是藍寶石取代玻璃作為保護材料應用于智能手機產(chǎn)業(yè)的最大瓶頸。藍寶石生產(chǎn)成本的高低主要取決于大尺寸(百公斤級及以上)藍寶石晶體的生長與規(guī)?；a(chǎn)后產(chǎn)品成品率的穩(wěn)定和提升。同時，智能手機對藍寶石品質(zhì)要求高，要求高透亮和輕薄。以5寸左右的藍寶石手機屏為例，需要從80Kg級以上藍寶石晶體取材，才能有效降低成本。而藍寶石長晶環(huán)節(jié)技術壁皇高，能夠生產(chǎn)大尺寸、高品質(zhì)藍寶石的企業(yè)較少，導致產(chǎn)能不足。
[0003]藍寶石單晶生長爐結構合理是生長高品質(zhì)、大尺寸藍寶石單晶的前提條件。只有溫場合理，才有可能有效控制晶體徑向和軸向的溫度梯度，生長出形狀理想、內(nèi)部缺陷少的高品質(zhì)藍寶石單晶。溫場受加熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的綜合影響。保溫系統(tǒng)設計方面，既要保證一定的保溫效果，又要求達到晶體生長所需的理想的溫度梯度要求，同時要求對生長環(huán)境無污染。對于生長百公斤級以上大尺寸藍寶石單晶來說，溫場的軸向溫度梯度相對要大，徑向梯度相對要小，因此保溫材料選擇和結構設計尤為重要。
[0004]目前，藍寶石單晶生長用保溫系統(tǒng)大都采用多層耐高溫金屬板(如鎢、鉬等)。由于鎢鉬材料的特性，經(jīng)過1400度以上的高溫后，材料會發(fā)生二次結晶，材料變得很脆并且容易變形，需要經(jīng)常更換，進而提高了生產(chǎn)成本；再者，保溫材料的變形會導致整個溫場的溫度梯度發(fā)生改變，從而不再適合生長晶體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可以即時調(diào)節(jié)溫度梯度，能輕松做到通過每個爐次生產(chǎn)出的晶體品質(zhì)對保溫系統(tǒng)進行適度調(diào)節(jié)的方便調(diào)節(jié)溫度梯度的藍寶石單生長爐保溫裝置。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]一種方便調(diào)節(jié)溫度梯度的藍寶石單生長爐保溫裝置，包括上隔熱屏、側控溫系統(tǒng)、下保溫系統(tǒng)，側控溫系統(tǒng)的側壁在高度方向上設置不同厚度，用于調(diào)整藍寶石單生長爐內(nèi)的溫度梯度。
[0008]作為優(yōu)選，側控溫系統(tǒng)包括鎢桶、保溫桶、調(diào)溫桶、緊固桶，鎢桶、保溫桶、調(diào)溫桶、緊固桶依次由內(nèi)至外套裝為一體。
[0009]作為優(yōu)選，側控溫系統(tǒng)還包括保溫蓋板，保溫蓋板密封蓋裝于鎢桶、保溫桶、調(diào)溫桶的上端面。
[0010]作為優(yōu)選，調(diào)溫桶包括若干層子壁，底部的若干層子壁厚度相同，調(diào)溫桶上部包括若干層不同厚度的子壁。
[0011]作為優(yōu)選，緊固桶與調(diào)溫桶底部厚度相同的子壁等高，調(diào)溫桶與緊固桶間均勻拼裝有插片，插片與調(diào)溫桶、緊固桶緊密配合。
[0012]作為優(yōu)選，鎢桶由若干鎢片拼接而成，接縫處采用訂書針式鎢卡固定，每個鎢卡旁通過若干鎢鉚釘加強固定，沿拼接方向固定有U形隔條，U形隔條高度與鎢桶高度相同。
[0013]作為優(yōu)選，上隔熱屏包括上支撐片、上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層；上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層分別包括若干隔熱板，由上直桿連接成一體；通過連接桿將獨立的上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層，以及上支撐片連接成整體，連接桿上穿有U型隔條，置于上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層和上支撐片之間；
[0014]上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層的每層隔熱板沿圓周均勻開設有至少I圈穿孔，每層隔熱板通過穿孔連接上直桿，分別形成獨立的上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層，每層隔熱層之間與上直桿的兩端均設置有U型隔條；
[0015]上支撐片以及上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層的每層隔熱板沿圓周均勻開設有至少三個連接孔，連接桿穿設在連接孔上，將獨立的上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層，以及上支撐片連接成整體，上隔熱層、中隔熱層、下隔熱層和上支撐片之間與連接桿的兩端均設置有U型隔條。
[0016]作為優(yōu)選，上隔熱層、中隔熱層的每層隔熱板的中心位置均設置有重疊開設的尺寸一致的圓形通孔及直角觀察孔，下隔熱層的每層隔熱板的中心位置均設置有尺寸一致的下圓孔，下圓孔的直徑大于圓形通孔、小于直角觀察孔的端點到中心位置的距離。
[0017]作為優(yōu)選，下保溫系統(tǒng)包括依次由上至下設置的下隔熱屏、中保溫層、下支撐片、下保溫層，下隔熱屏、中保溫層、下支撐片、下保溫層中心位置開設有中心孔，中心孔用于穿設坩禍支柱；中保溫層包括若干龜殼形拼接磚，拼接磚拼接形成中保溫層。
[0018]作為優(yōu)選，下保溫層包括若干直徑遞增的支撐環(huán)、保溫材料，支撐環(huán)間的間隔填充保溫材料。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明提供一種可以即時調(diào)節(jié)溫度梯度的保溫系統(tǒng)，能輕松做到通過每個爐次生產(chǎn)出的晶體品質(zhì)對保溫系統(tǒng)進行適度調(diào)節(jié)，從而形成適合于大尺寸、高品質(zhì)藍寶石單晶生長的溫場梯度，提高大尺寸晶體的品質(zhì)；保溫結構功能多元化、靈活性強、可調(diào)節(jié)，并可大幅度降低能耗；同時，可解決傳統(tǒng)鎢鉬保溫結構在高溫環(huán)境下變形、使用壽命短、成本高等問題。
[0021]本發(fā)明通過調(diào)溫桶在不同垂直高度上設置不同厚度或者不同高度，以調(diào)整爐內(nèi)溫度梯度，實現(xiàn)晶體生長界面微凸、接近平界面，大大提高了大尺寸藍寶石晶體質(zhì)量。再者，可以做到通過每個爐次生產(chǎn)出的晶體品質(zhì)對保溫系統(tǒng)進行適度調(diào)節(jié)，從而每爐次都形成適合于大尺寸、高品質(zhì)藍寶石單晶生長的溫場梯度。
[0022]側控溫系統(tǒng)中采用保溫桶加調(diào)溫桶的結構，有效增強了爐內(nèi)保溫效果，減少電耗。更有利的是當單組長時間使用出現(xiàn)變形、開裂時，另一組可起到保護作用，不影響其整體溫場結構和不破壞保溫系統(tǒng)；最里層鎢桶外壁安裝有U型隔條形式的加強筋，有效地抑制了鎢桶在高溫下的變形，從而保證了溫場溫度分布的均勻性和穩(wěn)定性；同時對其結構進行整理設計，這樣對更換即方便又徹底，也對陶瓷或纖維磚保溫桶的結構影響非常小。采用陶瓷或陶瓷纖維磚的保溫蓋板，對上端面進行密封保護，有效地抑制了熱量的流失，從而保證本發(fā)明的穩(wěn)定性，同時設計的蓋板厚度不一，也可根據(jù)溫場實際的保溫效果進行放置厚度的調(diào)節(jié)，這樣更有效地達到可調(diào)節(jié)的功能和想要的溫梯效果。
[0023]上隔墊屏采用3組獨立的隔熱層結構，可單獨對任一組隔熱層進行更換，同時也可根據(jù)其結構對上隔熱屏整體的厚度進行調(diào)節(jié)，既可以避免拆卸更換時損壞其他鎢鉬板材，大大降低了溫場的耗材成本；還可以根據(jù)實際需要對上部保溫效果方便有效的進行調(diào)節(jié)。上隔熱層采用較厚鉬板材、中隔熱層采用較薄鉬板材、下隔熱層采用最厚鎢板材，可保證上保溫系統(tǒng)整體具有一定的結構強度，不僅延長了使用壽命，還能有效抑制因變形嚴重導致?lián)]發(fā)物及雜質(zhì)掉落至熔液影響原料純度的現(xiàn)象。
[0024]下保溫系統(tǒng)中耐高溫陶瓷或纖維磚保溫層形狀設計獨特，呈龜殼形，使用壽命高達提升3-4倍，很大程度上避免了陶瓷或纖維磚在高溫下長時間使用發(fā)生變形、易開裂等問題。同時，下層采用高純氧化鋁空心球填充，更大程度增加了底部的保溫效果，有效避免了不銹鋼爐膛底部通過冷卻水直接帶走大量熱量的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的結構剖視圖；
[0026]圖中:11是鶴桶，12是保溫桶，13是調(diào)溫桶，131是子壁，14是緊固桶，15保溫蓋板，21是支撐片，22是上隔熱層，23是中隔熱層，24是下隔熱層，25是連接桿，31是下隔熱屏，32是中保溫層，33是下支撐片，34是下保溫層，35是中心孔，36是支撐環(huán)，37是保溫材料。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖及實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0028]如圖1所示的方便調(diào)節(jié)溫度梯度的藍寶石單生長爐保溫裝置，包括上隔熱屏、側控溫系統(tǒng)、下保溫系統(tǒng)，側控溫系統(tǒng)的側壁在高度方向上設置不同厚度，用于調(diào)整藍寶石單生長爐內(nèi)的溫度梯度。
[0029]側控溫系統(tǒng)包括鎢桶11、保溫桶12、調(diào)溫桶13、緊固桶14，鎢桶11、保溫桶12、調(diào)溫桶13、緊固桶14依次由內(nèi)至外套裝為一體。側控溫系統(tǒng)還包括保溫蓋板15，保溫蓋板15密封蓋裝于鎢桶11、保溫桶12、調(diào)溫桶13的上端面。其中，調(diào)溫桶13包括若干層子壁131，底部的若干層子壁131厚度相同，調(diào)溫桶13上部包括若干層不同厚度的子壁131。緊固桶14與調(diào)溫桶13底部厚度相同的子壁131等高，調(diào)溫桶13與緊固桶14間均勻拼裝有插片，插片與調(diào)溫桶13、緊固桶14緊密配合。鎢桶11由若干鎢片拼接而成，接縫處采用訂書針式鎢卡固定，每個鎢卡旁通過若干鎢鉚釘加強固定，沿拼接方向固定有U形隔條，U形隔條高度與鎢桶11高度相同。