CN104152995B - 用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏，是由隔热保温屏由钨屏、氧化锆板、钼屏依次组装而成，其中：钨屏包括与炉膛匹配的上下圆形薄钨片以及等高钨隔环和钨卡，等高钨隔环分布在上下圆形薄钨片之间，钨卡穿过上下圆形薄钨片和等高钨隔环后，上下端向两个相反的方向折弯紧贴圆形薄钨片；氧化锆板为与炉膛匹配的圆饼状氧化锆板；钼屏上部为过渡钼屏，下部为基座钼屏，它们均至少含有三个圆形薄钼片，各圆形薄钼片之间设有等高钼隔环，钨柱穿过圆形薄钼片以及等高钼隔环，端部抵达钼屏顶部的圆形薄钼片，底层圆形薄钼片通过所述的折弯钨丝来支撑钼屏；钨螺柱穿越钨屏、氧化锆板和钼屏由钼螺母将它们固为一体。

Description

用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏
技术领域
本发明涉及一种高温炉的内隔热保温屏，尤其是一种用于蓝宝石单晶炉的能够满足于蓝宝石单晶生长所需良好保温性能的组合式下隔热保温屏。
背景技术
蓝宝石单晶炉是LED产业中重要的晶体生长设备。隔热层是蓝宝石单晶炉中的隔热保温装置，用以保障炉内热场的温度均匀性，提高热能利用率。由于蓝宝石单晶体必须在高温（约2050°C）条件下缓慢生长而成，高温条件下炉内的热场的均匀性与保温性能直接决定晶体生长的质量，因此在蓝宝石单晶炉中设计运用具有较好耐热性能与保温性能的隔热保温屏至关重要。
传统蓝宝石单晶炉常用的下部隔热保温层一般采用多层薄钼片叠装成型，因最内层隔热片材料为金属钼，高温条件下极易挥发破坏，致使隔热层使用寿命不高，并严重影响热保温性能及均匀稳定性；同时，金属钼在高温下极易发生卷曲变形，各层薄钼片之间易贴近粘合，极大的削弱了蓝宝石炉在真空条件下，隔热保温屏阻隔热辐射的性能。
而金属钨在高温条件下的不易挥发，稳定性较好，可解决最内层极易挥发的缺点。同时，由多晶质氧化锆纤维通过深加工煅烧制成的氧化锆板，具有纯度高、密度低、熔点高（2700℃ ）、高温性能稳定、无挥发、无污染等特点，是现有已知的金属氧化物中使用温度最高的一种超高温耐火隔热保温材料，将其引入下隔热保温屏，将有效解决高温区域多层薄钼片易粘合的缺陷。
目前，在蓝宝石单晶炉下隔热保温屏中将钨片、氧化锆板及钼屏三种特性不同的材料采用组合方式连接，以提高隔热层的可靠性，改善隔热保温性能，延长使用寿命的设计未见诸报道。
发明内容
本发明的目的在于：现有蓝宝石长晶炉的下隔热保温屏采用多层薄钼片叠装成型，各层钼隔热片易挥发、易变性粘合、热场保温性能不良、使用寿命低等问题，提供一种新型可靠的用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏。
本发明的目的是这样实现的：一种用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏，其特征在于：隔热保温屏由上而下依次为钨屏、氧化锆板、钼屏组合装配而成，其中：
钨屏包括与炉膛匹配的上下圆形薄钨片、等高钨隔环和钨卡，等高钨隔环均匀分布在上下圆形薄钨片之间的环面上，钨卡穿过上圆形薄钨片、等高钨隔环和下圆形薄钨片后，其上下端分别向两个相反的方向折弯紧贴圆形薄钨片，将上下圆形薄钨片和等高钨隔环固定；
氧化锆板为与炉膛匹配的圆饼状氧化锆板；
钼屏上部为与炉膛匹配的过渡钼屏，下部为与炉膛保温层外壁匹配的基座钼屏，过渡钼屏和基座钼屏均至少含有三个圆形薄钼片，过渡钼屏和基座钼屏中各圆形薄钼片之间设有均匀分布的等高钼隔环，各圆形薄钼片中的等高钼隔环位置对应且不固定连接，钨柱穿过各圆形薄钼片以及等高钼隔环，端部抵达过渡钼屏或基座钼屏顶部的圆形薄钼片，在最底层圆形薄钼片下方设有穿过钨柱的折弯钨丝，通过所述的折弯钨丝来支撑钼屏；
至少三个穿越钨屏、氧化锆板和钼屏的钨螺柱由钼螺母将它们固为一体，所述的钨螺柱均匀分布在下隔热保温屏中轴线周边。
在本发明中：氧化锆板的中心为通孔。
在本发明中：圆形薄钨片、钨螺柱、钨柱、折弯钨丝、钨卡、钨隔环的材质为粉末冶金后轧制形成的金属钨材；所述的圆形薄钼片、钼隔环、钼螺母的材质为粉末冶金后轧制形成的金属钼材。
本发明的优点在于：由于在下隔热保温层上部采用圆形薄钨片取代传统的钼片，有效克服了下隔热保温层上部极易挥发的缺点，延长了下隔热保温层的使用寿命；由于在下隔热保温层中部引入超高温耐火隔热保温的氧化锆板，有利于改善蓝宝石单晶炉内的保温性能和温度均匀性；由于钨屏、氧化锆板以及钼屏中的过渡钼屏均与炉膛匹配，它们均可以从下部塞入炉膛，有效阻断炉温从下部向外扩散的通道，确保炉温稳定；由于将钼屏设置于最下端，避开高温区域，可有效改善各层钼片间易粘合的缺陷；由于蓝宝石单晶炉的下隔热保温层采用钨屏、氧化锆板、钼屏分体组合结构，有利于后续维护、更换及保养。
附图说明
图1是本发明涉及的组合式下隔热保温层的一种实施例结构装配示意图；
图2是图1中所指方向的剖视图；
图3是图1中的下部钼屏的局部示意图。
图中：1、钨屏，2、钼屏，3、氧化锆板，4、钼螺母，5、钨螺柱，6、钨柱，7、等高钼隔环，8、钨卡，9、等高钨隔环，10、圆形薄钨片，11、圆形薄钼片，12、折弯钨丝。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明涉及的一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明的这一实施例作进一步地描述。
由图1和图2可见，本发明所述的隔热保温屏由上而下依次为钨屏1、氧化锆板3、钼屏2组合装配而成，其中：
钨屏1包括与炉膛匹配的上下圆形薄钨片10、等高钨隔环9和钨卡8，等高钨隔环9均匀分布在上下圆形薄钨片之间的环面上，钨卡8穿过上圆形薄钨片10、等高钨隔环9、下圆形薄钨片10后，其上下端分别向两个相反的方向折弯紧贴圆形薄钨片10，将上下圆形薄钨片10和等高钨隔环9固定。
氧化锆板3为与炉膛匹配的圆饼状氧化锆板。
钼屏2上部为与炉膛匹配的过渡钼屏，下部为与炉膛保温层外壁匹配的基座钼屏，过渡钼屏和基座钼屏均至少含有三个圆形薄钼片11，过渡钼屏和基座钼屏中各圆形薄钼片11之间设有均匀分布的等高钼隔环7，钨柱6穿过各圆形薄钼片11以及等高钼隔环7后支撑钼屏2。
至少三个穿越钨屏1、氧化锆板3和钼屏2的钨螺柱5由钼螺母4将它们固为一体，所述的钨螺柱5均匀分布在下隔热保温屏中轴线周边。
在本实施例中：氧化锆板的中心为通孔。
由图3可见，钨柱6穿过各圆形薄钼片11以及等高钼隔环7后支撑钼屏2是指：各圆形薄钼片11中的等高钼隔环7位置对应且不固定连接，钨柱6穿过各圆形薄钼片11以及等高钼隔环7，端部抵达过渡钼屏或基座钼屏顶部的圆形薄钼片11，在最底层圆形薄钼片11下方设有穿过钨柱6的折弯钨丝12，通过所述的折弯钨丝12来支撑钼屏2。
具体实施时：圆形薄钨片10、钨螺柱5、钨柱6、折弯钨丝12、钨卡8、钨隔环9均采用粉末冶金后轧制形成的金属钨材制作；所述的圆形薄钼片11、钼隔环7、钼螺母4均采用粉末冶金后轧制形成的金属钼材制作。
实际使用中，钨屏1、氧化锆板3以及钼屏2中的过渡钼屏均从炉体下部塞入炉膛，它们的外圈触及炉膛内壁，钼屏2中的基座钼屏周边的上表面触及炉膛保温层的下端，有效阻断炉温从下部向外扩散的通道，确保炉温稳定。
由于钼屏2、中部氧化锆板3、上部钨屏1采用依次平行叠装，并通过多根钨螺柱5和钼螺母4紧固连接，维修时，可以根据钼屏2、中部氧化锆板3、上部钨屏1的损坏程度，有选择的更换配件，可以节约维修成本。

Claims (3)

1. 一种用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏，其特征在于：隔热保温屏由上而下依次为钨屏、氧化锆板、钼屏组合装配而成，其中：
钨屏包括与炉膛匹配的上下圆形薄钨片、等高钨隔环和钨卡，等高钨隔环均匀分布在上下圆形薄钨片之间的环面上，钨卡穿过上圆形薄钨片、等高钨隔环和下圆形薄钨片后，其上下端分别向两个相反的方向折弯紧贴圆形薄钨片，将上下圆形薄钨片和等高钨隔环固定；
氧化锆板为与炉膛匹配的圆饼状氧化锆板；
钼屏上部为与炉膛匹配的过渡钼屏，下部为与炉膛保温层外壁匹配的基座钼屏，过渡钼屏和基座钼屏均至少含有三个圆形薄钼片，过渡钼屏和基座钼屏中各圆形薄钼片之间设有均匀分布的等高钼隔环，各圆形薄钼片中的等高钼隔环位置对应且不固定连接，钨柱穿过各圆形薄钼片以及等高钼隔环，端部抵达过渡钼屏或基座钼屏顶部的圆形薄钼片，在最底层圆形薄钼片下方设有穿过钨柱的折弯钨丝，通过所述的折弯钨丝来支撑钼屏；
至少三个穿越钨屏、氧化锆板和钼屏的钨螺柱由钼螺母将它们固为一体，所述的钨螺柱均匀分布在下隔热保温屏中轴线周边。
2. 根据权利要求1 所述的用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏，其特征在于：氧化锆板的中心为通孔。
3. 根据权利要求1 或2 所述的用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏，其特征在于：圆形薄钨片、钨螺柱、钨柱、折弯钨丝、钨卡、钨隔环的材质为粉末冶金后轧制形成的金属钨材；
所述的圆形薄钼片、钼隔环、钼螺母的材质为粉末冶金后轧制形成的金属钼材。
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