專利名稱：可容納多個水熱釜的水熱法晶體生長爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐的研制，屬于水熱法生長晶體相關(guān)技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水熱法生長晶體是指將礦化劑溶液倒入水熱釜，水熱釜中的帶孔擋板將水熱釜內(nèi)襯隔成兩個區(qū)域，下區(qū)域稱為溶解區(qū)，放置水熱生長培養(yǎng)料，上區(qū)域稱為生長區(qū)，放置籽晶，通過控溫技術(shù)，使得溶解區(qū)處于高溫狀態(tài)，而生長區(qū)處于低溫狀態(tài)，這樣溶解區(qū)的飽和溶液通過擋板上的小孔輸運到生長區(qū)，由于溫度降低，飽和溶液變?yōu)檫^飽和溶液，過飽和的部分將析出在籽晶上，使得籽晶不斷長大。目前傳統(tǒng)的水熱晶體生長爐存在兩大缺陷，其一是爐膛管只能放置一個水熱釜， 因此存在生長效率較低和能耗較大的問題，其二是上加熱區(qū)和下加熱區(qū)存在溫度干涉問題，常常導(dǎo)致上下加熱區(qū)控溫精度的下降。因此，如果開發(fā)出一種可放置多個水熱釜的晶體生長爐，將在節(jié)能環(huán)保的同時大幅度提高生長效率。但開發(fā)這種設(shè)備存在的難題在于如何才能保證所有的水熱釜的控溫準(zhǔn)確性？如何才能防止上加熱區(qū)和下加熱區(qū)之間的溫度干涉？為了提高水熱釜的控溫準(zhǔn)確性，本發(fā)明擬采用熱導(dǎo)性非常好的石墨材料來做爐膛管，為了防止或減少上下加熱區(qū)的溫度干涉，本發(fā)明擬在上加熱爐絲和下加熱爐絲之間水平安放一塊環(huán)形的隔溫板，隔溫板材料采用熱導(dǎo)性很差的保溫材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐，其特點在于單個晶體生長爐內(nèi)可以容納多個水熱釜，并使用隔溫板來防止水熱設(shè)備中上下加熱區(qū)的溫度干涉，結(jié)構(gòu)簡單，控溫準(zhǔn)確，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案包括石墨爐膛，隔溫板，加熱電爐絲，控溫裝置，頂部保溫蓋，保溫填料和殼體。其特征在于使用熱導(dǎo)系數(shù)很高的石墨做爐膛管，這種爐膛管可以容納多個水熱釜，爐膛管外圍有加熱器以及測溫控溫系統(tǒng)，加熱器使用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒材料。保溫填料填充在保溫板和爐膛管之間，保溫填料為膨脹珍珠巖。保溫板緊挨在爐殼內(nèi)壁，隔溫板放置于上下加熱區(qū)之間，保溫板和隔溫板都采用硅酸鋁，硅酸鈣，氧化鎂，氧化鈹，氧化鋯，碳化硅中的一種或者任意幾種。殼體由3mm后的鋼板制成。測溫和控溫系統(tǒng)采用熱電偶和控溫儀組合?？扇菁{多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐使用步驟包括1.將多個水熱釜放置于石墨爐膛管內(nèi)，蓋上頂部保溫蓋。2.將上控溫和下控溫?zé)犭娕疾迦胧珷t膛管內(nèi)。3.設(shè)置控溫程序，經(jīng)過6小時的升溫，上加熱區(qū)和下加熱區(qū)到達(dá)保溫溫度，下加熱區(qū)的溫度高于上加熱區(qū)。
4.經(jīng)過了一定的保溫時間，設(shè)置降溫程序，讓爐體冷卻到室溫。5.打開頂部保溫蓋，吊出水熱釜。


附圖1為可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐主視圖。其中1為殼體，2為上加熱爐絲，3為保溫板，4為上加熱區(qū)熱電偶，5為水熱釜，6為下加熱爐絲，7為下加熱區(qū)熱電偶，8為石墨爐膛管。附圖2為可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐俯視圖。其中1為殼體，2為保溫板，3為石墨爐膛管，4為水熱釜，5為保溫填料，6為隔熱板。
具體實施例方式實例1 1.將lmol/L的氫氧化鋰水熱礦化劑，氧化鋅培養(yǎng)料和氧化鋅籽晶放入水熱釜內(nèi)。2.將多個密封好的水熱釜放置于石墨爐膛管孔洞內(nèi)，蓋上頂部保溫蓋。3.將上控溫和下控溫?zé)犭娕疾迦胧珷t膛管內(nèi)進(jìn)行測溫。4.設(shè)置控溫程序，經(jīng)過6小時的升溫，上加熱區(qū)和下加熱區(qū)分別到達(dá)400攝氏度和 450攝氏度的保溫溫度。5.經(jīng)過了 14天的保溫生長時間，設(shè)置降溫程序，讓爐體和高壓釜冷卻到室溫。6.打開頂部保溫蓋，吊出多個水熱釜。7.打開水熱釜，可以獲取生長層厚度為2mm后的氧化鋅單晶。實例2 1.將3mol/L的氫氧化鈉礦化劑，石英培養(yǎng)料和水晶籽晶放入水熱釜內(nèi)。2.將多個密封好的水熱釜放置于石墨爐膛管孔洞內(nèi)，蓋上頂部保溫蓋。3.將上控溫和下控溫?zé)犭娕疾迦胧珷t膛管內(nèi)進(jìn)行測溫。4.設(shè)置控溫程序，經(jīng)過12小時的升溫，上加熱區(qū)和下加熱區(qū)分別到達(dá)400攝氏度和440攝氏度的保溫溫度。5.經(jīng)過了 30天的保溫生長時間，設(shè)置降溫程序，讓爐體和高壓釜冷卻到室溫。6.打開頂部保溫蓋，吊出多個水熱釜。7.打開水熱釜，可以獲取生長層厚度為2cm后的水晶單晶。應(yīng)該指出以上所述的實施實例只是用2個例子來說明本發(fā)明，它不應(yīng)是對本發(fā)明的限制，同時熟悉該技術(shù)的都知道，對本發(fā)明可以進(jìn)行在文中沒有描述的各種改進(jìn)，而這些改進(jìn)都不會偏離本專利的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐，包括石墨爐膛，隔溫板，加熱電爐絲，測溫控溫裝置，頂部保溫蓋，保溫填料和殼體。
2.如權(quán)利1所述的晶體生長爐，其特征在于爐膛管采用高熱導(dǎo)系數(shù)的石墨材料。
3.如權(quán)利1所述的水熱法晶體生長爐，其特征在于爐膛管中可以放置多個水熱釜。
4.如權(quán)利1所述的水熱法晶體生長爐，其特征在于上加熱爐絲和下加熱爐絲之間增設(shè)了隔溫板以減少上控溫區(qū)和下控溫之間的熱量傳導(dǎo)。
5.如權(quán)利1所述的水熱法晶體生長爐，其特征在于隔溫板的材料為硅酸鋁，硅酸鈣， 氧化鎂，氧化鈹，氧化鋯，碳化硅中的一種或者任意幾種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可容納多個水熱釜的水熱法晶體生長爐。其特點在于單個晶體生長爐內(nèi)可以容納多個水熱釜，并使用隔溫板來防止水熱設(shè)備中上下加熱區(qū)的溫度干涉，結(jié)構(gòu)簡單，控溫準(zhǔn)確，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐，包括可放置多個水熱釜的石墨爐膛，隔溫板，加熱電爐絲，測溫控溫裝置，頂部保溫蓋，保溫填料和殼體。
文檔編號C30B7/10GK102534747SQ20121003246
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者林文文, 林鐘潮, 陳達(dá)貴, 黃豐, 黃嘉魁, 黃順樂 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所