CN103726104A - 用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具 - Google Patents
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Abstract
用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具。属蓝宝石晶体生长装置。包括2片上端呈锲形尖头的形状相同的板状钼片组合而成，2片板状钼片相互之间留有间隙状生长缝，生长缝中卡接有钼块，板状钼片下部两侧设有凸脚，其特征是所述2片板状钼片上部两边肩部均设计有相等的90°倒角，所述2片板状钼片上部中间均开设有相同的双片分隔槽。经试用，显示了结构更加合理，钼片上部两边肩部的90°倒角，避开了炉内温度场的边缘，减少了影响品质的生长纹，尤其是减少了因边缘部应力过大导致的开裂，明显改善了板状蓝宝石晶体的质量，大幅度提高了成品合格率；生长厚度10-14毫米板状蓝宝石时，同时生长成双2片，成倍提高了产量，降低了生产成本。
Description
技术领域：本发明涉及晶体生长装置，特别是一种用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具。
背景技术：蓝宝石具有高硬度，耐高温、耐腐蚀、透过光谱范围宽、透过率高、优良的介电性能。蓝宝石以其优良的性能广泛应用于国防、军事、科研等一系列高技术领域，同时在民用工业上也有很广泛的应用。由于蓝宝石生长温度高达2050℃，导致单晶生长炉功率大、温场变量多、辅助时间长，导致生产成本过高。导模法则具有晶体生长速度快，尺寸可以精确控制，节省材料、时间和能源，从而提高了经济效益，是最有发展前景的蓝宝石生长方法之一。导模法生产蓝宝石的核心技术是模具的创新设计，模具直接影响产品的质量和产量，现有技术文献1ZL201320125762.5公开了一种用于导模法生长蓝宝石的板状模具，“其特征是所述板状模具由置于模具中间的A板状钼片，及分别置于A板状钼片两侧的B板状钼片和C板状钼片组合而成，所述B板状钼片、C板状钼片与A板状钼片之间具有间隙状生长缝，且下部两端均具有脚。其技术效果在于：由于设计有两条生长缝，可以同时生长出两块板状蓝宝石晶体。”
现有技术文献1的用于导模法生长蓝宝石的板状模具，在实际使用中存在如下问题和不足：1、由三个钼片组合而成的板状模具的每片钼片两边接近炉内温度场的边缘，温度梯度较大，影响了板状蓝宝石晶体两边边缘部的质量，造成边缘部应力过大，往往出现影响品质的生长纹，甚至开裂；2、当用于生产厚度10-14毫米的厚型板状蓝宝石时，该模具难以并列生长出如此厚度的双片板状蓝宝石，而且长出的蓝宝石难以避免因内部应力分布不均匀导致开裂，致使成品合格率较低，造成生产成本居高不下。
由此可见，研究并设计一种结构更加合理，不但改善了晶体生长的质量，提高了成品合格率，而且同时生长2片厚度10-14毫米的厚型板状蓝宝石，成倍提高了产量，从两方面降低了生产成本的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具是必要的。
发明内容：本发明的目的是克服现有技术的不足，研究并设计一种结构更加合理，不但改善了晶体生长的质量，提高了成品合格率，而且同时生长2片厚度10-14毫米的厚型板状蓝宝石，成倍提高了产量，从两方面降低了生产成本的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，包括2片上端呈锲形尖头的形状相同的板状钼片组合而成，所述2片板状钼片相互之间留有间隙状生长缝，所述生长缝中卡接有控制生长缝宽度用的钼块，所述板状钼片下部两侧均设有相同的凸脚，其特征是所述2片板状钼片上部两边肩部均设计有相等的90°倒角，所述2片板状钼片上部中间均开设有相同的双片分隔槽。
所述2片板状钼片上端呈锲形尖头的顶端相对于凸脚底面的高度均相等。所述2片板状钼片的锲形尖头之间相对合处为间隙状生长缝的双片厚型板状蓝宝石的生长口。所述2片板状钼片的锲形尖头的顶端之间的距离等于生长出的双片厚型板状蓝宝石的厚度。上述设计的技术效果在于：当模具置于炉内使用时，确保顺着间隙状生长缝向上生长的晶体两面同时长出，减少了内部应力的不均匀性。
所述2片板状钼片下端相对合的边缘除凸脚部分外均具有倒角。所述2片板状钼片的倒角相对合处为间隙状生长缝的导料口。上述设计的技术效果在于：板状钼片下端相对合的具有倒角边缘除之间形成间隙状生长缝的导料口，当置于熔融状态的拉晶原料中时，便于晶体料顺着间隙状生长缝的向上生长。
所述2片板状钼片的上部中间的双片分隔槽将沿着生长缝生长的厚型板状蓝宝石分隔成宽度相同或不同的成双2片厚型板状蓝宝石。即根据需要，选定2片相同的厚度，但宽度可以不同，这由双片分隔槽的选定位置确定。
所述2片板状钼片的两边上、下边缘部设计有联结用孔，配合穿过联结用孔的紧固件，2片板状钼片相互之间的生长缝中卡接有控制生长缝宽度用的钼块。该项设计的技术效果在于：为根据单晶生长炉功率、炉内温场均匀的需要优选合适宽度的生长缝，在保证晶体生长质量的前提下，控制生长速度，缩短成品生长时间，改善晶体生长质量，提高成品合格率提供了可能。
本发明的使用方法为：根据生产厚度10-14毫米厚型板状蓝宝石的需要，合理确定2片板状钼片之间生长缝的宽度及2片板状钼片的锲形尖头的顶端之间的距离，使用穿过联结用孔的紧固件配合厚度据此确定的卡接在生长缝中的钼块，固定2片板状钼片的组合；根据生产厚度10-14毫米厚型板状蓝宝石双片中每片宽度的需要，合理确定2片板状钼片上部中间开设双片分隔槽的位置及宽度，例如，双片中每片宽度相等时，则双片分隔槽位于2片板状钼片上部边缘中点上，双片中每片宽度不相等时，则双片分隔槽位于2片板状钼片上部边缘恰好保证每片宽度的位置上，如双片宽度比为4∶6，则双片分隔槽位于板状钼片上部边缘中间分别距两边4∶6的位置上；双片分隔槽宽度则根据双片中每片厚度的需要合理选定，如生产厚度10-11毫米厚型板状蓝宝石双片时，双片分隔槽的宽度为4-5毫米；生产厚度12-14毫米厚型板状蓝宝石双片时，双片分隔槽的宽度为6-7毫米。生产过程中的其余控制指标，参照通常的生产工艺，这是本领域技术人员所熟知的常识，这里不再过多叙述。
本发明实施得到的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，经试用，与现有技术相比显示了如下有益效果：
1、结构更加合理，改善了晶体生长的质量，提高了成品合格率。本发明技术方案中所述2片板状钼片上部两边肩部均设计有相等的90°倒角的设计，与现有技术文献1的板状模具相比，每片钼片上部两边肩部的90°倒角，避开了两边接近炉内温度场的边缘，减少了出现影响品质的生长纹，尤其是减少了因边缘部应力过大导致的开裂，明显改善了板状蓝宝石晶体的质量，从而提高了成品合格率。
2、同时生长成双2片厚度10-14毫米的厚型板状蓝宝石，成倍提高了产量。本发明技术方案中所述2片板状钼片上部中间均开设相同双片分隔槽的设计，与只能生长出2片普通厚度在4-9毫米厚度板状蓝宝石，难以生产10-14毫米厚度板状蓝宝石的现有技术1的模具相比，在用于生长10-14毫米厚度板状蓝宝石时，同时成双生长2片，成倍提高了产量。
综上所述，与现有技术相比，从保证质量和提高产量两方面降低了生产成本。
附图说明：图1为符合本发明主题结构的俯视立体示意图；图2为本发明的侧视示意图。
具体实施方式：下面结合具体图示进一步说明本发明：
如图1、2所示，一种用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，包括2片上端呈锲形尖头11、21的形状相同的板状钼片1、2组合而成，所述2片板状钼片相互之间留有间隙状生长缝3，所述生长缝中卡接有控制生长缝宽度用的钼块8，所述板状钼片下部两侧均设有相同的凸脚6，其特征是所述2片板状钼片上部两边肩部均设计有相等的90°倒角4，所述2片板状钼片上部中间均开设有相同的双片间隔槽5。
如图1、2所示，所述2片板状钼片1、2上端呈锲形尖头11、21的顶端相对于凸脚6底面的高度均相等。
如图1、2所示，所述2片板状钼片1、2下端相对合的边缘除凸脚8部分外均具有倒角12、22。
如图1、2所示，所述2片板状钼片的倒角12、22相对合处为间隙状生长缝3的导料口。
如图1、2所示，所述2片板状钼片的锲形尖头11、21之间相对合处为间隙状生长缝3的双片厚型板状蓝宝石的生长口。
如图1、2所示，所述2片板状钼片的锲形尖头11、21的顶端之间的距离等于生长出的双片厚型板状蓝宝石的厚度。
如图1、2所示，所述2片板状钼片1、2的上部中间的双片间隔槽5将沿着生长缝3生长的厚型板状蓝宝石分隔成宽度相同或不同的成双2片厚型板状蓝宝石。
如图1、2所示，所述2片板状钼片1、2的两边上、下边缘部设计有联结用孔7，配合穿过联结用孔的紧固件，2片板状钼片相互之间的生长缝3中卡接有控制有控制生长缝宽度用的钼块8。
在具体实施中，合理确定2片板状钼片上端呈锲形尖头11、21的形状时需要的倒角大小，合理确定2片板状钼片下端相对合的边缘部倒角12、22需要的倒角大小，可参照通常的生产工艺，这是本领域技术人员所熟知的常识，这里不再过多叙述。
Claims (8)
1.一种用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，包括2片上端呈锲形尖头(11)、(21)的形状相同的板状钼片(1)、(2)组合而成，所述2片板状钼片相互之间留有间隙状生长缝(3)，所述生长缝中卡接有控制生长缝宽度用的钼块(8)，所述板状钼片下部两侧均设计有相同的凸脚(6)，其特征是所述2片板状钼片上部两边肩部均设计有相等的90°倒角(4)，所述2片板状钼片上部中间均开设有相同的双片分隔槽(5)。
2.根据权利要求1所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片(1)、(2)上端呈锲形尖头(11)、(21)的顶端相对于凸脚(6)底面的高度均相等。
3.根据权利要求1所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片(1)、(2)下端相对合的边缘除凸脚(6)部分外均具有倒角(12)、(22)。
4.根据权利要求2或3所述用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片的倒角(12)、(22)相对合处为间隙状生长缝(3)的导料口。
5.根据权利要求2或3所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片的锲形尖头(11)、(21)之间相对合处为间隙状生长缝(3)的双片厚型板状蓝宝石的生长口。
6.根据权利要求2或3所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片的锲形尖头(11)、(21)的顶端之间的距离等于生长出的双片厚型板状蓝宝石的厚度。
7.根据权利要求1所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片(1)、(2)的上部中间的双片分隔槽(5)将沿着生长缝(3)生长的厚型板状蓝宝石分隔成宽度相同或不同的成双2片厚型板状蓝宝石。
8.根据权利要求1所述的用于导模法生长双片厚型板状蓝宝石的模具，其特征是所述2片板状钼片(1)、(2)的两边上、下边缘部设计有联结用孔(7)，配合穿过联结用孔的紧固件，2片板状钼片相互之间的生长缝(3)中卡接有控制生长缝宽度用的钼块(8)。
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