CN104195641A - 用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器 - Google Patents

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姜宏伟
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Abstract

本发明公开一种用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，包括：（a）加热器至少包括三个环形均匀分布的独立加热单元，各独立加热单元的共用负极为钨环；（b）每个独立加热单元包括一个钨电极爪、弧形固定钨板、两片钨加热板和电极遮挡片，其中，钨电极爪的一端与弧形固定钨板的中部铆接，另一端设有电极遮挡片，两片钨加热板的一端与弧形固定钨板的两端弧面铆接，另一端与所述的钨环铆接；（c）各独立加热单元的钨电极爪自端部起的等距设有电极遮挡片；（d）正极与钨电极爪对接，负极与钨环对接；本发明有效提高温度场的均匀与稳定性，高效节能，可以大幅度提高晶体成品率。

Description

用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器
技术领域
本发明涉及一种钨板加热器，尤其是一种用于蓝宝石单晶炉的能够满足蓝宝石单晶生长所需稳定温度场条件的一种铆接式钨板加热器。
 
背景技术
随着全球新能源市场的迅速发展，LED产业已成为能源工业新的增长点，已经具备了赶超其他节能产业的能力，在世界范围内呈现迅猛发展之势。
蓝宝石单晶炉是LED产业链中重要的晶体生长设备，由于蓝宝石单晶体是在高温的条件下缓慢生长而成的，需要均匀的温度场以实现单晶体的稳定生长。同时，因蓝宝石晶体生长周期较长（一般需要18至22天），加热器的热负荷较高，因此其热稳定性基础至关重要。目前，蓝宝石单晶炉一般采用鸟笼状钨杆加热器，各钨杆通过钨丝捆扎的方式固定，在长晶过程中极易变形损坏，寿命较短，无法形成稳定的温度场。同时，钨杆经间隔排列后的数量有限，将会对热场的均匀性产生影响。因此，采用鸟笼状的钨杆加热器的蓝宝石单晶炉生长出的晶体多半在65公斤以下，且晶体常因热场紊乱产生大量裂纹或气泡，晶体成品率较低，严重影响蓝宝石长晶的生产效率。如何在加热器中形成理想的温度场，是业内关注的热门课题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有蓝宝石长晶炉鸟笼状钨杆加热器温度场不稳定性，致使蓝宝石单晶生长成品率低、尺寸小、质量不高等一系列问题，提供一种新型可靠的用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器。
    本发明的目的是这样实现的：一种用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：
a)加热器至少包括三个环形均匀分布的独立加热单元，各独立加热单元的共用负极为钨环；
    b)每个独立加热单元包括一个钨电极爪、弧形固定钨板、两片钨加热板和电极遮挡片，其中，钨电极爪的一端与弧形固定钨板的中部铆接，另一端设有电极遮挡片，两片钨加热板的一端与弧形固定钨板的两端弧面铆接，另一端与所述的钨环铆接；
    c)各独立加热单元的钨电极爪自端部起的等距设有电极遮挡片；
    d)正极与钨电极爪对接，负极与钨环对接。
在本发明中：钨电极爪一端设有固为一体的钨片，钨片与弧形固定钨板曲面相同，钨电极爪通过钨片与弧形固定钨板中部铆接；所述的弧形固定钨板由曲面相同的两块匹配钨板组成，钨加热板的一端被两块匹配钨板夹持后铆接；所述的电极遮挡片是由两块相同形状遮挡片组合而成的复合遮挡片，两块相同形状的复合遮挡片之间留有散热空隙。
在本发明中：所述的制造钨电极爪、钨环、弧形固定钨板、钨加热板和电极遮挡片的材料均为粉末冶金轧制后成型的金属钨板。
在本发明中：所述的加热器包括六个环形均匀分布的独立加热单元；各独立加热单元的钨电极爪自端部起的等距处均缠绕钨丝，对电极遮挡片定位。
在本发明中：各独立加热单元组装后，钨加热板在加热器中均匀分布，每个钨加热板的形状和电性指标一致。
本发明的优点在于：由于采用钨加热板通过铆接而成加热器，有利于提高温度场的均匀与稳定性，有利于形成良好的温度场，高效节能，晶体成品率大大提高；由于采用铆接式钨板加热器，其刚度和强度得以提高，有助于抵抗高热负荷条件下的变形，延长了加热器的使用寿命；由于采用铆接式钨板加热器，增大了加热器的发热面积，使蓝宝石单晶炉内的温度场更加均匀。装配有电极遮挡片后，更有利于增强钨电极爪端部与钨加热板之间的隔热效果。
附图说明
图1是本发明涉及实施例的结构示意图。
图2是本发明涉及的电极爪与相关各部件的连接方式示意图。
图中：1、钨电极爪，2、钨加热板，3、弧形固定钨板，4、钨环，5、铆钉，6、电极遮挡片，7、缠绕钨丝，8、钨片。
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作进一步地描述。
    由图1可见，本发明至少包括三个环形均匀分布的独立加热单元，各独立加热单元的共用负极为钨环4。每个独立加热单元包括一个钨电极爪1、弧形固定钨板3、两片钨加热板2和电极遮挡片6。由图2可见，钨电极爪1的一端与弧形固定钨板3的中部通过铆钉5铆接，另一端设有电极遮挡片6，两片钨加热板2的一端与弧形固定钨板3的两端弧面通过铆钉5铆接，另一端与所述的钨环4通过铆钉5铆接。各独立加热单元的钨电极爪1自端部起的等距处均缠绕钨丝7，对电极遮挡片6定位。正极与钨电极爪1对接，负极与钨环4对接。
在本实施例中：加热器包括六个环形均匀分布的独立加热单元。钨电极爪1一端设有固为一体的钨片8，钨片8与弧形固定钨板3曲面相同，钨电极爪1通过钨片8与弧形固定钨板3中部铆接；所述的弧形固定钨板3由曲面相同的两块匹配钨板组成，钨加热板2的一端被两块匹配钨板夹持后铆接；所述的电极遮挡片6是由两块相同形状遮挡片组合而成的复合遮挡片，两块相同形状的复合遮挡片之间留有散热空隙，用于增强钨电极爪1端部与钨加热板2的隔热效果。
具体实施时，所述的制造钨电极爪、钨环、弧形固定钨板、钨加热板和电极遮挡片的材料均为粉末冶金轧制后成型的金属钨板。
为了确保温度场的均匀与稳定性，各独立加热单元组装后，钨加热板2在加热器中均匀分布，同时，每个钨加热板2的形状和电性指标一致。

Claims (5)

1.一种用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：
加热器至少包括三个环形均匀分布的独立加热单元，各独立加热单元的共用负极为钨环；
每个独立加热单元包括一个钨电极爪、弧形固定钨板、两片钨加热板和电极遮挡片，其中，钨电极爪的一端与弧形固定钨板的中部铆接，另一端设有电极遮挡片，两片钨加热板的一端与弧形固定钨板的两端弧面铆接，另一端与所述的钨环铆接；
各独立加热单元的钨电极爪自端部起的等距设有电极遮挡片；
正极与钨电极爪对接，负极与钨环对接。
2.根据权利要求1所述的用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：钨电极爪一端设有固为一体的钨片，钨片与弧形固定钨板曲面相同，钨电极爪通过钨片与弧形固定钨板中部铆接；所述的弧形固定钨板由曲面相同的两块匹配钨板组成，钨加热板的一端被两块匹配钨板夹持后铆接；所述的电极遮挡片是由两块相同形状遮挡片组合而成的复合遮挡片，两块相同形状的复合遮挡片之间留有散热空隙。
3.根据权利要求1所述的用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：所述的制造钨电极爪、钨环、弧形固定钨板、钨加热板和电极遮挡片的材料均为粉末冶金轧制后成型的金属钨板。
4.根据权利要求1-3之一所述的用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：所述的加热器包括六个环形均匀分布的独立加热单元；各独立加热单元的钨电极爪自端部起的等距处均缠绕钨丝，对电极遮挡片定位。
5.根据权利要求4所述的用于蓝宝石单晶炉的铆接式钨板加热器，其特征在于：各独立加热单元组装后，钨加热板在加热器中均匀分布，每个钨加热板的形状和电性指标一致。
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