CN105970291B - 一种九点供电式蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体 - Google Patents
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Abstract
一种九点供电式蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体，发热体有24‑54根直径5‑10mm呈倒门字形的钨杆，其分为6组，每组4‑9根合为一束，两束钨杆又并列成一对钨杆束，每对钨杆束一端分别与相邻的两个单汇流排相连，另一端又与同一个双汇流排相连，所述3个双汇流排与6个单汇流排构成一个彼此不相连且在同一个平面上的环形结构，其内径大于电阻炉内坩埚外径，其外径小于炉内隔热保温体内径，在上述单、双汇流排上各设一根下端与其垂直相连的短柱即引出电极，它们与供电电源输出端相连。由于本发明可使炉内径向温场分布均匀，可直接生长C向蓝宝石单晶，使晶锭出材率由现在的不足40％提高到45‑50％，从而降低蓝宝石单晶的生产成本。
Description
技术领域 本发明涉及一种制备人造宝石的电阻炉，特别是它的发热体。
背景技术 目前，人造蓝宝石单晶的制备方法主要有:直拉法(Czochralskimethod)、凯氏长晶法(Kyropoulos method)(也称:泡生法)、导膜法及热交换法等,这些方法都需要在真空和高温条件下将高纯氧化铝原料熔化，而获得高温的手段都是采用电阻炉加热，电阻炉内具有加热作用的部分为发热体，该发热体的结构形式有网片式和鸟笼式两种，其中，鸟笼式发热体是由24-54根直径5-10mm呈倒门字形的钨杆并联而成，每根钨杆的两端分别与两个半圆形的汇流排相连，每个汇流排各有一个引出端，由此2点向发热体供电。这种供电方式的主要缺陷是：发热体每根钨杆相对于供电端的等效电阻偏差大，径向温场分布不均匀，容易产生粘锅现象，更主要的是在晶体生长方向的选择上，只能选择对径向温场分布要求不高的A向或M向生长方式，若直接生长C向蓝宝石，则工艺成功率偏低，难以大批量生产。
发明内容 本发明的目的在于提供一种径向温场分布均匀且能直接大批量生长C向蓝宝石的9点供电的蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体。
鸟笼式发热体主要包括：钨杆、汇流排和引出电极。其中，发热体有24-54根直径5-10mm呈倒门字形的钨杆，其分为6组，每组4-9根合为一束，两束钨杆又并列成一对钨杆束，每对钨杆束一端分别与相邻的两个单汇流排(所述单汇流排仅连有一束钨杆)相连，另一端又与同一个双汇流排(所述双汇流排上连有两束钨杆)相连，所述3个双汇流排与6个单汇流排构成一个彼此不相连且在同一个平面上的环形结构，其内径大于电阻炉内坩埚外径，其外径小于炉内隔热保温体内径。在上述单、双汇流排上各设一根下端与其垂直相连的短柱即引出电极，它们与供电电源输出端相连。于是每对钨杆束的两端一端分别单独供电，另一端则合在一起供电，这样3对钨杆束就形成9点供电模式，每对钨杆束采用独立的直流电源或交流电源供电，可独立调节每对钨杆束的供电功率，给炉内径向温场提供一个微调手段，使径向温场分布更加均匀。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、可使鸟笼式发热体每根钨杆通过的电流趋于相等，使径向温场等温线分布趋于同心圆，进而解决晶体生长过程产生粘锅的问题。
2、在蓝宝石应用领域，C向生长的蓝宝石晶锭出材率要比其它生长方向的蓝宝石出材率高，由于本发明可使炉内径向温场分布均匀，可直接生长C向蓝宝石单晶，使晶锭出材率由现在的不足40％提高到45-50％，从而降低蓝宝石单晶的生产成本。
附图说明
图1是本发明的立体示意简图。
图2是本发明的主视示意简图。
图3是本发明的俯视示意简图。
具体实施方式
在图1、图2和图3所示的9点供电的蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体示意简图中，鸟笼式发热体主要包括：钨杆1、汇流排2、3和引出电极4。其中，发热体有42根直径5.5mm呈倒门字形的钨杆，其分为6组，每组7根合为一束，两束钨杆又并列成一对钨杆束，每对钨杆束一端分别与相邻的两个单汇流排2相连，另一端又同与一个双汇流排3相连，所述3个双汇流排与6个单汇流排构成一个彼此不相连且在同一个平面上的环形结构，其内径大于电阻炉内坩埚外径20mm，其外径小于炉内隔热保温体内径40mm。在上述单、双汇流排上各设一根下端与其垂直相连的短柱即引出电极，它们与供电电源输出端相连。于是每对钨杆束的两端一端分别单独供电，另一端则合在一起供电，这样3对钨杆束就形成9点供电模式，每对钨杆束分别采用独立的交流电源供电，每对钨杆束的等效电阻为3-4mΩ，可为生长炉内提供70-90KW的加热功率。
Claims (2)
1.一种九点供电式蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体，发热体有24-54根直径5-10mm呈倒门字形的钨杆，其特征在于：所述钨杆分为6组，每组4-9根合为一束，两束钨杆又并列成一对钨杆束，每对钨杆束一端分别与相邻的两个单汇流排相连，另一端又与同一个双汇流排相连，所述3个双汇流排与6个单汇流排构成一个彼此不相连且在同一个平面上的环形结构，其内径大于电阻炉内坩埚外径，其外径小于炉内隔热保温体内径，在上述单、双汇流排上各设一根下端与其垂直相连的短柱即引出电极，它们与供电电源输出端相连，每对钨杆束的两端一端分别单独供电，另一端则合在一起供电，3对钨杆束形成9点供电模式，并独立调节每对钨杆束的供电功率。
2.根据权利要求1所述的九点供电式蓝宝石单晶生长炉鸟笼式发热体，其特征在于：每对钨杆束采用独立的直流电源或交流电源供电。
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