專利名稱：晶體生長爐用隔熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種晶體生長爐用高溫隔熱裝置。
背景技術(shù)：
以剛玉(藍寶石)為例，其主要成分是氧化鋁(A1203)，其熔點為2050°C，所以對剛玉單晶的生長爐熱防護隔熱屏的穩(wěn)定性能、耐高溫性能要求極高。目前生產(chǎn)過程中普遍使用的隔熱屏為石墨炭氈隔熱屏，這種隔熱屏在使用過程中碳揮發(fā)后會進入晶體內(nèi)部而造成碳污染，雖然可以通過隨后的退火工藝消除晶體中的碳雜質(zhì)，但是該生產(chǎn)工序復(fù)雜因而加工成本較高，而且由于退火工藝無法消除碳雜質(zhì)留下的原子缺位，使得晶體的品質(zhì)較低，近年已經(jīng)逐漸被市場淘汰。中國實用新型專利公開文件CN202214452U公開了一種藍寶石單晶爐用的分體嵌套式圓筒形隔熱屏，該隔熱屏由同軸心、不同直徑的至少兩個圓筒形的隔熱屏構(gòu)成，每個隔熱屏由同軸心的至少兩層圓筒構(gòu)成，每層圓筒均勻高熔點的軋制鑰金屬板材卷制而成。這種隔熱屏在使用過程中容易發(fā)生變形而一旦出現(xiàn)隔熱屏變形，就必須將 隔熱屏全部更換，否則會影響剛玉晶體生長爐內(nèi)晶體品質(zhì)，嚴(yán)重時出現(xiàn)晶體粘鍋，甚至開裂無法使用，這種隔熱屏的平均使用壽命通常只有6個月左右時間，因而屬于晶體生長爐的易耗件，為保證剛玉的生產(chǎn)質(zhì)量就需要在生產(chǎn)過程中頻繁的更換，致使剛玉的生產(chǎn)成本一直居高不下。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種晶體生長爐用隔熱裝置，以解決現(xiàn)有剛玉晶體生長爐中因隔熱屏容易變形而導(dǎo)致剛玉的生產(chǎn)成本較高的問題。本實用新型的技術(shù)方案是一種晶體生長爐用隔熱裝置，包括用于套設(shè)在坩堝外圍的筒形隔熱屏，在所述筒形隔熱屏外圍還套設(shè)有筒形的金屬換熱屏，在所述金屬換熱屏與隔熱屏之間留有環(huán)隙，在所述環(huán)隙中圍繞圓周均布有支撐連接于金屬換熱屏和隔熱屏外表面之間的支撐體。所述的金屬換熱屏與隔熱屏同心設(shè)置。所述的金屬換熱屏的軸向長度不小于隔熱屏的軸向長度。所述的支撐體為旋裝于金屬換熱屏上的金屬頂絲。所述的金屬頂絲設(shè)有12-360個。所述的金屬換熱屏由2_50mm厚的不銹鋼、銅或鑰鎢合金板材經(jīng)滾圓焊接制成。所述的筒形隔熱屏由2-50層、O. 5-10mm厚的鑰、鎢或鑰鎢合金薄壁板材圍成的圓筒同心套設(shè)組成。所述的金屬頂絲由鑰、鎢、鑰鎢合金、純銅或不銹鋼制成。本實用新型的晶體生長爐用隔熱裝置是在現(xiàn)有普通鎢、鑰隔熱屏的外圍通過圓周布設(shè)的支撐體支撐套設(shè)有金屬換熱屏，其當(dāng)內(nèi)部的鎢、鑰隔熱屏受溫度梯度影響時，鎢、鑰隔熱屏的外表面因受金屬換熱屏和支撐體的頂緊限制而無法產(chǎn)生變形，從而有效延長了鎢、鑰隔熱屏的使用壽命，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在鎢、鑰隔熱屏外采用支撐體連接金屬換熱屏后使得鎢、鑰隔熱屏的平均使用壽命由原先的6-8個月提高到了 12. 5個月，由于減少了隔熱屏的更換使得隔熱屏的使用成本降低了 50%以上，從而有效降低了剛玉的生產(chǎn)成本。

圖I為本實用新型晶體生長爐用隔熱裝置具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的橫截面圖；圖3為圖2中的A-A剖視圖。
具體實施方式
本實用新型的晶體生長爐用隔熱裝置的具體實施例如圖I、圖2、圖3所示，該熱防護隔熱裝置主要由用于同心套設(shè)在坩堝外圍的隔熱屏I和同心套設(shè)在隔熱屏外圍的金屬換熱屏2以及連接在隔熱屏I與金屬換熱屏2之間的金屬頂絲4組成。隔熱屏I為2-50層、厚度為O. 5-10mm的鶴、鑰或鶴鑰合金材質(zhì)的薄板金屬圓筒通過鉚接固聯(lián)組合成的同心圓筒組結(jié)構(gòu)，該隔熱屏的外徑為480-680mm，高度為500_980mm，本實施例中，隔熱屏I采用同心套設(shè)的9層鎢鑰合金筒組成，每層鎢鑰合金筒的外徑由外向內(nèi)依次為 680mm、660mm、640mm、620mm、600mm、580mm、540mm、520mm、500mm,每層鶴鑰合金筒的高度都為700_，每層鎢鑰合金筒的厚度都為1_，各鎢鑰合金筒相互嵌套并鉚接固聯(lián)。金屬換熱屏2采用2-50_厚的不銹鋼、銅或鑰鎢合金板材經(jīng)滾圓焊接制成，其直徑為400-800mm，高度為500-980mm，在該金屬換熱屏2上均勻的開設(shè)有12-360個直徑為5-30_的螺紋孔3，各螺紋孔3中均旋裝有由鎢、鑰、鎢鑰合金、純銅或不銹鋼制成的長度為20-60_的金屬頂絲4。本實施例中，該金屬換熱屏2采用厚度為15_的不銹鋼板制成，其內(nèi)徑為700mm，高度為800mm，在金屬換熱屏2上以IOOmm為間距間隔均勻分布有60個直徑為12mm的螺紋孔3，每個螺紋孔3中均旋裝有直徑為12mm、長度為35mm的鑰鎢合金金屬頂絲4，各金屬頂絲4的內(nèi)端頂緊在隔熱屏I的外表面上從而使金屬換熱屏2支撐連接在隔熱屏I上。本實用新型的晶體生長爐用隔熱裝置是在現(xiàn)有普通鎢、鑰隔熱屏的外圍同心套設(shè)金屬換熱屏，在該金屬換熱屏上旋裝有若干頂緊在鎢、鑰隔熱屏外表面上的頂絲實現(xiàn)金屬換熱屏與鎢、鑰隔熱屏的固定連接，其當(dāng)鎢、鑰隔熱屏在受溫度梯度影響時，隔熱屏因受到旋裝于金屬換熱屏上的金屬頂絲頂緊限制而難以產(chǎn)生變形，同時，鑰、鎢隔熱屏利用金屬頂絲通過熱傳導(dǎo)將高溫傳遞到金屬換熱屏上，金屬換熱屏與單晶爐爐體的冷卻水熱交換系統(tǒng)均衡換熱，強制均衡單晶爐內(nèi)的溫場溫度，其有效的保證了坩堝周圍高溫區(qū)內(nèi)的晶體生長所需的溫場環(huán)境，使?fàn)t內(nèi)始終保持剛玉生產(chǎn)所需的溫度梯度，從而有效的保證了剛玉的生產(chǎn)質(zhì)量、延長了鎢、鑰隔熱屏的使用壽命，使鎢、鑰隔熱屏的平均使用壽命由原先的6-8個月提高到了 12. 5個月，降低了鎢、鑰隔熱屏的損耗，使隔熱屏的使用成本降低了 50%以上，從而有效降低了剛玉的生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求1.一種晶體生長爐用隔熱裝置，包括用于套設(shè)在坩堝外圍的筒形隔熱屏，其特征在于，在所述筒形隔熱屏外圍還套設(shè)有筒形的金屬換熱屏，在所述金屬換熱屏與隔熱屏之間留有環(huán)隙，在所述環(huán)隙中圍繞圓周均布有支撐連接于金屬換熱屏和隔熱屏外表面之間的支撐體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的金屬換熱屏與隔熱屏同心設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的金屬換熱屏的軸向長度不小于隔熱屏的軸向長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的支撐體為旋裝于金屬換熱屏上的金屬頂絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的金屬頂絲設(shè)有12-360 個。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的金屬換熱屏由2-50_厚的不銹鋼、銅或鑰鎢合金板材經(jīng)滾圓焊接制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的筒形隔熱屏由2-50層、O. 5-10mm厚的鑰、鎢或鑰鎢合金薄壁板材圍成的圓筒同心套設(shè)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體生長爐用隔熱裝置，其特征在于，所述的金屬頂絲由鑰、鎢、鑰鎢合金、純銅或不銹鋼制成。
專利摘要本實用新型公開了一種晶體生長爐用隔熱裝置，其主要由用于套設(shè)在坩堝外圍的筒形隔熱屏和套設(shè)于筒形隔熱屏外圍的金屬換熱屏組成，在金屬換熱屏與隔熱屏之間留有環(huán)隙，在環(huán)隙中圍繞圓周均布有支撐于金屬換熱屏與隔熱屏外表面之間的支撐體。本實用新型的晶體生長爐用隔熱裝置在使用時可以通過金屬換熱屏和支撐體頂緊鎢、鉬隔熱屏的外表面從而限制其無法產(chǎn)生變形，有效了延長了鎢、鉬隔熱屏的使用壽命，降低了剛玉的生產(chǎn)成本。
文檔編號C30B35/00GK202705572SQ20122034304
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張博, 趙東 申請人:登封市藍天石化光伏電力裝備有限公司