CN115029770B - 一种坩埚大气下降炉装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动方便、可进行水平调节的坩埚大气下降炉装置，包括炉体，支撑炉体的炉架，带有平台的升降机构，和放置在升降平台上的坩埚导向装置。炉体带有法兰盘，是可以拆卸、组装和起吊的，炉体内部从上而下至少包含一个高温度腔室、一个低温度腔室以及介于两个腔室之间的温度梯度腔室，炉体底板开口的大小或宽度是可调的；炉架和炉体之间是通过螺钉固定并可拆分的，炉架底部装有多个水平调节脚轮；升降机构与炉架不是固定在一起的，而是彼此隔离的；放置在升降平台上的坩埚导向装置的轴线位置装有水冷却杆。该下降炉装置结构简单，便于移动和维修，可以避免对其它相邻下降炉装置产生干扰，较适合于大尺寸晶体的批量生长。

Description

一种坩埚大气下降炉装置及方法

技术领域

本发明涉及一种在大气环境中利用坩埚下降法生长晶体的装置和使用方法，属于晶体生长设备与生长技术领域。

背景技术

工业上从高温熔体中批量生长大体积晶体，包括闪烁晶体、光学晶体、激光晶体和半导体晶体等，普遍使用的两种技术方法为晶体提拉法（即Czochralski法）和坩埚下降法（Bridgman-Stockbarger法，或称改进的Bridgman法）。这两种技术方法对应的晶体生长炉分别称为晶体提拉炉（简称提拉炉），和坩埚下降炉（简称下降炉）。晶体提拉法技术发展较快，应用十分普遍。例如，业内周知的硅（Si）、锗（Ge）半导体单晶体、氟化镁（MgF2）光学晶体、氟化钙（CaF2）光学晶体、Nd:YAG激光晶体、掺铈的硅酸钇镥（LYSO:Ce）闪烁晶体、掺铊碘化铯（CsI:Tl）闪烁晶体、掺铊碘化钠（NaI:Tl）闪烁晶体等。法国的Saint Gobain Crystal公司和乌克兰的Amcrys公司利用晶体提拉法已经能够生长出直径达500 mm、重量达500 kg的掺铊碘化铯（CsI:Tl）和掺铊碘化钠（NaI:Tl）两种闪烁晶体。坩埚下降法因晶体生长坩埚所处环境的不同而划分为坩埚真空下降法和坩埚大气下降法，它们对应的炉子又分别称为坩埚真空下降炉（简称真空下降炉）和坩埚大气下降炉（简称大气下降炉）。使用石墨坩埚真空下降法生长大体积晶体的例子也较为普遍。涉及的晶体有各种氟化物类晶体，例如，氟化锂（LiF）光学晶体、氟化镁（MgF2）光学晶体、氟化钙（CaF2）光学晶体、氟化钡（BaF2）光学晶体和闪烁晶体、氟化铈（CeF3）闪烁晶体等。日本尼康（Nikon）公司和德国Hellma材料公司用真空坩埚下降法生长的氟化钙（CaF2）晶体直径可达300 mm以上，甚至达420 mm。对于大气下降炉，一般使用轻质的氧化铝泡沫制品或莫来石纤维制品等作为耐高温的隔热材料，硅钼棒、硅碳棒、铁铬合金电热丝（电炉丝）等作为加热元件，铂金、石英玻璃、氧化铝陶瓷等作为坩埚材料，可以拆卸、组装和更换。由于炉体外壳的机加工相对简单，保温材料和加热元件容易获得，不需要配备高真空获得设备，因而坩埚大气下降炉的制作难度较小，其造价比晶体提拉炉和坩埚真空下降炉的低几倍，甚至低十几倍。所以，坩埚大气下降法也是一种生长大尺寸晶体较佳的方法。目前，已实现批量化生产的晶体包括氧化碲（TeO2）声光晶体、四硼酸锂（Li2B4O7）压电晶体、锗酸铋（Bi4Ge3O12，BGO）闪烁晶体、钨酸铅（PbWO4，PWO）闪烁晶体等氧化物类晶体，以及氯化镧（铈）（LaCl3:Ce）闪烁晶体、溴化镧（铈）（LaBr3:Ce）闪烁晶体、碘化钠（铊）（NaI:Tl）闪烁晶体、氟化铅（PbF2）光学晶体、碲锌镉（CdZnTe）半导体晶体等非氧化物类晶体。然而，与真空下降炉和大多数提拉炉相比，大气下降炉有两个不足的地方：（1）炉腔（也称炉膛）与外界环境是相通的，容易受到环境中的气流扰动；（2）下降装置以及升降平台上的坩埚导向装置的抗震性差，容易受到外界振动的干扰。生长大尺寸晶体的单坩埚大气下降炉或多坩埚大气下降炉，一般都重达数百千克或1吨以上，有的甚至重达数吨，整体移动比较困难，只能就地拆除、维修和更换，很不方便。所以多台单坩埚大气下降炉或多坩埚大气下降炉被放置在同一炉子间进行批量生长时，如果其中有炉子出现故障需要拆卸并修理时，一般不宜立刻进行。由于不同炉子的生长周期不尽相同，装出炉的时间也不完全一致，一旦其中有炉子出现故障，往往需等待周边炉子晶体生长结束或坩埚停止下降后才可拆卸、检修和组装。如此这般，往往会花去好几天的时间，造成不小的损失。除了不方便移动以外，已公开的大气下降炉装置还存在这样或那样的不足。授权专利（CN105714372B）和授权专利（CN111005062B）、授权专利（CN201420487365.7）都分别公开了一种晶体生长装置，其中的升降机构都是固定在炉架上的。炉架受到震动容易传递给导向管内的坩埚，影响熔体结晶。此外，拆装维修时，隔热材料碎末容易进入滚珠丝杠和电机，影响使用。一项授权专利（CN1060542C）、一项授权专利（CN200988868Y）、一项已被视为撤回的专利申请（CN201610210720.X）和一项被驳回的发明专利申请（CN201310131908.1）也都分别公开了一种坩埚大气下降炉装置，尽管其中的坩埚升降机构都没有固定在炉架上，但并没有提及是否对坩埚升降机构和坩埚导向组件采取减震或隔震的措施。采用加籽晶的坩埚下降法更容易生长得到大尺寸的晶体，但有时候却不便引入籽晶或者无籽晶可用，因而只能采用无籽晶的自发成核生长方式生长大尺寸晶体。这时，需要在坩埚的下方放置冷却杆的方式导引出因熔体结晶而释放出来的结晶潜热。此外，为了有效地监控坩埚内的熔体自发成核结晶的起始位置，还需要在坩埚导向装置中加入测温热电偶，并尽可能地靠近坩埚的初始结晶位置。一项授权发明专利（CN101323968B）公开了一种多元化化合物红外晶体生长装置，没有使用冷却杆，只能生长小尺寸晶体，坩埚导向装置内虽然装有热电偶，但从热电偶是从侧面引出的，给装出炉带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，公开了一种移动方便、可进行水平调节的坩埚大气下降炉装置，采用下述解决方案：

该装置跟大多数的坩埚大气下降炉一样，包括炉体，支撑炉体的炉架，带有平台的升降机构，和位于升降平台上的坩埚导向装置。其中，炉体在炉架的正上方，是坩埚下降炉的核心部分，为晶体生长提供所需的温度分布，以使坩埚内的晶体原料熔化和熔体冷凝为晶体，炉体的中心为炉腔，由隔热材料制品围成的，分为高温度腔室（也称高温区或上炉腔）、低温度腔室（也称低温区或下炉腔）以及介于两者之间无加热元件的温度梯度腔室（也称梯度区或过渡区）等；炉腔内装有加热元件，对炉腔进行加热。炉架在炉体的底部，用于支撑和固定炉体，其后方下面的一根横梁是可拆卸的。升降机构位于炉体下方，其升降平台随伺服电机驱动的滚珠丝杠的转动而上下移动，既可以单边立柱支撑的，也可以是双边立柱支撑的。坩埚导向装置包括导向管和带支撑脚的导向管托，放置在升降平台上。坩埚放置在导向管内，四周填充有耐高温的粉体，例如但不限于氧化铝粉，和导向装置一起随升降平台上下移动，通过炉体底板中心的开口进出炉腔。除此以外，还包括控制升降平台上下的升降机构控制系统和控制高、低温度炉腔内的温度以及监测坩埚底部的温度以利于熔体自发成核生长或确保籽晶能够部分（上部）熔化接种生长而不至全部熔化的温度控制系统。这里的坩埚，可以是铂坩埚，也可以是石英玻璃坩埚或氧化铝陶瓷坩埚等。这里的导向管，可以是氧化铝陶瓷管，也可以是石英玻璃管，甚至普通陶瓷管等。这里的加热元件，可以是硅钼棒、硅碳棒、镍铬电热丝或铁铬铝电热丝等。本发明的坩埚大气下降炉装置，与其它坩埚大气下降炉相比较，不同之处在于：炉体的炉壳包括顶盖、底板和两个或多个叠加起来的筒体，彼此间通过螺钉固定起来并可拆分。筒体的两端都有法兰盘，法兰盘上均匀分布有多个螺纹孔或光孔，顶盖和底板上也有相同的螺纹孔或光孔，它们可以通过螺钉连接和固定成一体。特别是，整个装置和炉体以及炉壳的各组件都是可以拆卸、组装和起吊的，方便对炉子进行安全地拆卸、维修、更换和组装。进一步地，炉壳是用金属做成的。优选的炉壳材料是铁合金。更为优选的炉壳材料是不锈钢，例如但不限于304不锈钢。更进一步地，炉壳的筒体可以是夹层结构的，炉壳的顶盖和（或）底板也可以做成夹层结构的。也就是说，炉壳的各组件可以根据需要入或不通入水冷却，因而可以根据需要，对炉壳的一个或多个部位以及整个炉壳进行水冷却，满足晶体生长的需要，或降低炉体表面温度以降低炉子间的温度。炉体底板的开口较大，并且其四周分布有若干的螺钉孔，用于安装和固定具有更小开口的炉体底口盖。底口盖板上分布有若干与炉体底板开口四周的螺钉孔相配合的光孔，方便用螺钉将其固定在炉体底板上。因此，本发明的大气下降炉装置的炉体底口的大小或宽度，或者说炉体底口与坩埚导向管之间的空隙，是可以通过选择不同大小的炉体底口盖板来调整和实现的，有助于调节低温度腔的散热以及减少外界气流的影响。进一步地，炉体底板开口和及其盖板开口的形状，可以是圆形的、方形的或长方形的，视炉腔横截面的形状而定，而底板开口的尺寸应略小于低温腔的横向尺寸。更进一步地，底口盖板是剖开的两半，例如是半圆形的、半方形或半矩形的。炉架底部装有多个水平调节脚轮。优选的是水平调节的万向轮。它们的支撑底座都可以在厘米级尺度范围内进行高度调节，从而使其滚轮离开或落实在地面，因而能弥补地面不平，使炉子安放更稳固，还有助于调节炉子的水平度或炉腔轴线或对称面的铅锤度，以便坩埚导向装置能沿炉腔轴线或对称面上下移动。利用水平调节脚轮移动炉子时，下降机构不用挪动，可保留在原地，只需拆除炉架后面下方的活动横梁，活动横梁是通过螺钉连接在炉架上的。这样，可方便地将炉子整体移出炉子间，对出现故障的炉子进行及时检修。此外，炉架的上部有合适的螺钉孔或光孔与炉体底板进行连接固定，因此炉架和炉体之间是通过螺钉固定并可拆分的。升降平台机构与炉架不是固定在一起的。这有利于避免炉体、炉架受到意外碰撞或冲击时将震动通过升降平台上的坩埚导向装置传递给坩埚内的熔体，因而可以防止炉体和炉架或大或小的振动影响晶体的正常生长。升降平台机构的底座被固定在四周有隔震沟的独立基座上，例如但不限于混凝土基座上，而炉架的脚轮安放在别的不同基座上，例如但不限于地面上。隔震沟深达50厘米，甚至80厘米以上，沟宽度不小于5毫米，甚至不小于1厘米。进一步地，隔震沟内填充有橡胶或泡沫类材料。坩埚导向装置内安放有水冷却杆，安装在导向管的轴线位置，可以通冷却水。水冷却杆是轴对称的，其轴线上开有一个通孔，用于安放带有绝缘瓷管的热电偶。热电偶的测温点在坩埚的正下方并紧靠坩埚底部或紧靠在籽晶上部的坩埚壁，以便有效地监测坩埚内熔体的初始结晶位置或确保籽晶上部可以被熔化并接上种。坩埚的四周以及水冷却杆与坩埚之间都填充了耐高温的粉末，例如但不限于氧化铝粉。进一步地，水冷却杆可以是紫铜或黄铜的，也可以是304不锈钢的，甚至可以是铝合金等金属材质的。优选的水冷却杆是用紫铜棒（管）做成的。安放在导向管和冷却杆内的测温热电偶底部的接线端子以及冷却杆的进、出水口都在导向管托下面并从导向管托和升降平台之间引出。因此，坩埚导向装置除导向管托部位以外其上部都具有较好的轴对称性，从而使导向管内的温场的轴对称性较好，有利于晶体的生长和实时退火。此外，本发明的大气下降炉装置及其炉体、炉架以及组成炉体炉壳的各部件（顶盖、筒体和底板），都可以借助于专门的金属吊具使用起重设备进行起吊、拆分和安装。起重机的吊具是特制的，吊具上部中心位置装有挂钩，吊具下面适当位置装有若干个活动的吊环螺钉，便于与炉子顶部、各炉壳部件上面以及炉架上部的螺钉孔相连接，方便用起重机进行起吊。进一步地，吊具可以是十字形吊具，也可以是X型或Y型吊具，甚至是圆形或圆盘形吊具，并且是符合相关安全标准的。优选的是十字形吊具。进一步地，连接吊具上的活动螺钉以及与其连接用的螺钉孔，应大于M8的，甚至是大于M12的。

本发明将获得下列有益效果：

与现有的坩埚大气下降炉装置相比，本发明的坩埚大气下降炉装置及其技术方案具有如下优点：本发明的坩埚大气下降炉装置，结构简单，对称性好，抗外界干扰的能力强，既可适用于无籽晶的晶体生长，特别是坩埚大气下降法无籽晶自发成核生长大尺寸晶体，也可用于有籽晶的晶体生长，应用范围广泛。按照本发明的技术方案制作的坩埚大气下降炉装置，其温场稳定性较好，并且具有较好的轴对称性或平面对称，适用于单坩埚大气下降炉，也适用于多坩埚大气下降炉；适用于圆形的坩埚大气下降炉，也适用于方形和长方形的坩埚大气下降炉。本发明的技术方案可以及时移走出现故障的大气下降炉装置，避免在拆装时对同一炉子间里其它大气下降炉内的晶体生长产生干扰，尤其是大体积晶体的批量生长情形。本发明的技术方案可以安全而方便地对本发明的大气下降炉装置进行拆卸、维修和装配，特别是适用于大而重的大气下降炉的拆卸、维修和装配，操作简单快捷，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对附图作简单地介绍。这些附图仅仅是本发明的一些实施例，不应理解为是对权利要求书所确定保护范围的限制。

图1是本发明实施例的一种坩埚大气下降法生长大体积晶体的装置的结构示意图。

01-炉体，02-炉架，03-升降装置，04-坩埚导向装置，11-炉体顶盖，12-炉体筒体，13-炉体底板，14-隔热材料，15-加热元件，16—高温区，17-过渡区，18-低温区，19-炉体底口盖；21-炉架上框，22-炉架立柱，23-脚轮，24-炉架下方横梁，31-坩埚升降机构之丝杠，32-坩埚升降机构之立柱，33-升降平台，34-坩埚升降机构之底板，41-坩埚，42-熔体，43-晶体，44-耐高温粉体，45-测温热电偶，46-水冷却杆，47-导向管，48-导向管托，49-导向装置之支撑脚，001-高温度腔室的控温热电偶，002-低温度腔室的控温热电偶，51-独立基座，52-隔震沟，53-地面。

图2是本发明实施例1中的炉体筒体的一种法兰盘的示意图。

121-炉体筒体之法兰盘，122-炉体筒体上的螺钉孔或光孔。

图3是本发明实施例1中的一种炉体底板示意图。

131-炉底板中心的开口，132-与筒体下端法兰盘相连的螺钉孔，133-炉底板开口四周的螺钉孔。

图4是本发明实施例1中的炉体筒体的一种水冷却杆的结构示意图。

461-进水口，462-出水口，463-测温热电偶安装孔。

图5是下降机构底座安放位置。

51-用于安放和固定下降机构的独立基座，52-隔震沟，53-安放炉架的基座（地面），54-一种炉架的脚轮安放位置。

图6和图7分别是一种可悬挂在起重机吊钩上的吊具的俯视图和侧视图。

61-吊沟圈，62-吊臂，63-活动螺钉，64-固定环，65-螺钉。

具体实施方式

【实施例1】

如图1所示，一种坩埚大气下降炉装置，包括炉体01、炉架02、升降机构03和坩埚导向装置04。其中，炉体01在炉架02的正上方。炉体的中心是由泡沫氧化铝砖作为隔热材料制品14围成的炉腔，分为高温度腔室16（也称上炉腔，或高温区）、低温度腔室18（也称下炉腔，或低温区）以及位于两者之间的温度梯度腔室17（也称过渡区或梯度区）等。

本实施例中高温度腔室16和低温度腔室18的加热元件15都采用的是装有镍铬电炉丝的碳化硅炉管，分别对上、下炉腔进行加热，使用了两根铂铑热电偶001和002分别对高、低温度腔室（16、18）进行控温。

炉体01的炉壳包括顶盖11、底板13和两个或多个叠加起来的筒体12，筒体12的两端都有如图2所示的法兰盘121，法兰盘121上均匀分布有多个螺纹孔或光孔122，顶盖11和底板13上也有相同的螺纹孔或光孔132。

本实施例的一种炉体底板13如图3所示，其开口131的其四周分布有若干的螺钉孔132，用于安装和固定具有更小开口的炉体底口盖。

炉架02在炉体01的底部，用于支撑和固定炉体01，炉架02的四个立柱22的底部装都有水平调节脚轮23。升降机构03位于炉体01下方，不与炉架02固定在一起。其底座34被固定在如图5所示的混凝土独立基座51上，基座51的四周有隔震沟52，沟深达60厘米宽度为1厘米，沟内填塞了泡沫板。而炉架02和升降机构03被放置在基座（地面）53，因而升降平台33上导向装置04中的坩埚41便不受炉架02以及炉体01的振动影响了。

本实施例中的升降平台33是由单边立柱32支撑的，随伺服电机驱动的滚珠丝杠31的转动而上下移动。坩埚导向装置04放置在升降平台33之上，使用氧化铝陶瓷管作为导向管47，使用铝合金制品制作导向管托48及其支撑脚49。本实施例中的坩埚导向装置04内安放有如图4所示的一种水冷却杆46。冷却杆46用紫铜加工而成，固定在导向管47的轴线位置，可以通冷却水。冷却杆46的轴线上开有一个通孔，用于安放带有绝缘瓷管的热电偶45。热电偶的测温点在坩埚41的正下方并紧靠坩埚底部，以便有效地监测坩埚41内熔体42的初始结晶位置。坩埚的四周以及冷却杆46与坩埚41之间都填充了耐高温的氧化铝粉末44。本实施例的坩埚下降炉装置可以使用一种如图5和图6所示的十字形吊具吊起。该吊具上部中心安装有挂钩圈61，每个吊臂62下面都装有可在一定范围内活动的吊环螺钉65。吊环螺钉65的吊环63焊接在吊臂61的适当位置上，吊环螺钉的螺钉64可与炉子顶部以及每个炉壳部件和炉架上部的螺钉孔相连接，方便炉子的拆卸、维修和组装。本实施例中吊具上的活动螺钉64以及与其连接用的螺钉孔选用的是M12大小的。除图1所示的坩埚下降炉装置外，实际上还有控制高、低温度腔室（16、18）温度以及监测坩埚41内的熔体42自发成核生长的温度控制系统以及控制平台33升降的升降机构控制系统。这些控制系统都是成熟的，可通用的。本实例提供的一种石英坩埚大气下降炉生长大尺寸溴化镧（铈）晶体的过程如下：采用锥度为90°内部等径为102 mm的石英坩埚41，在真空手套箱内装入5 kg纯度为99.99%的无水溴化镧原料和200 g纯度为99.99%的无水溴化铈原料，然后对坩埚进行抽真空处理并封口。将装有原料的石英坩埚41放置在以氧化铝陶瓷管作为导向管47内的适当位置，使石英坩埚41的锥底靠近测温热电偶45。导向管47事先填充氧化铝粉42，待石英坩埚41放置好后继续填充氧化铝粉。将装有坩埚41的导向管装置04放在升降平台33上，给水冷却杆46通冷却水，然后驱动伺服电机使升降平台33上升到适当位置后停下。启动温度控制系统对炉子加热，使高、低温度腔室（16、18）里的控温热电偶001和002的温度达到预设的800°C和700°C温度后，恒温3~4小时使坩埚41内的溴化镧（铈）原料完全熔化。启动升降机构控制系统，使坩埚41以0.8 mm/h的速度下降，直至溴化铈熔体42全部冷凝为溴化镧（铈）晶体43后，停止下降。此时，坩埚41大约下降了190 mm。然后高、低温度腔的控温以3°C /h的速度降温至室温，完成晶体生长全过程。可得到直径和等径长度约为4英寸的溴化镧（铈）晶体毛坯。

【实施例2】

将实施例1中，仅作如下改动：图1所示的石英坩埚大气下降炉装置，筒体12和炉体顶盖11是通冷却水的。高、低温度腔室（16、18）安放的装有铁铬铝电炉丝的碳化硅炉管作为加热元件15。本实例提供的一种石英坩埚大气下降炉生长大尺寸溴化铈晶体的过程如下：采用锥度为90°内部等径为80 mm的石英坩埚41，在真空手套箱内装入3 kg纯度为99.99%的无水溴化铈原料，然后对坩埚进行抽真空处理并封口。按照实施例1描述的过程，安放好装有原料的石英坩埚的导向装置，并开启冷却水。启动温度控制系统对炉子加热，使高、低温度腔室炉腔（16、18）里的控温热电偶001和002的温度达到预设的740°C和640°C温度后，恒温3~4小时使坩埚41内的溴化铈原料完全熔化。

启动升降机构控制系统，使坩埚41以1 mm/h的速度下降，直至溴化铈熔体42全部冷凝为溴化镧（铈）晶体43后，停止下降。此时，坩埚41大约下降了170 mm。然后高温度腔室16和低温度腔室18的控温以3°C /h的速度降温至室温，完成晶体生长全过程。可得到直径为3英寸等径长度约9厘米的溴化铈晶体毛坯。

【实施例3】

与实施例1和2不同的是，本实施例中的坩埚大气下降炉装置其升降机构03是双边立柱支撑的；筒体12和炉体顶盖11是不通冷却水的，只是冷却杆46通冷却水；使用了两根镍铬-镍硅热电偶001和002分别对上、下炉腔进行控温。

本实例提供的一种铂坩埚大气下降炉生长大尺寸碘化铯晶体的过程如下：

采用锥度为120°内部等径为152 mm的铂坩埚41，在真空手套箱内装入15 kg纯度为99.999%的碘化铯原料，同时加入1 g聚四氟乙烯微粉作为脱氧剂，然后将铂坩埚密封。按照实施例1描述的过程，安放好装有原料的铂坩埚的导向装置，并开启冷却水。

启动温度控制系统对炉子加热，使高温度腔室16和低温度腔室18里的控温热电偶001和002的温度达到预设的680°C和550°C温度后，恒温4小时使坩埚41内的碘化铯原料完全熔化。

启动升降机构控制系统，使坩埚41以1 mm/h的速度下降，直至全部熔体42全部冷凝为碘化铯晶体43后，停止下降。此时，坩埚41大约下降了210 mm。然后高、低温度腔室的控温以5°C /h的速度降温至室温，完成晶体生长全过程。可得到直径为6英寸等径长度约17厘米的碘化铯晶体毛坯。

上述实施例，只用于对本技术发明作进一步详细说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范畴。

Claims (9)

1.一种坩埚大气下降炉装置，包括：炉体，支撑炉体的炉架，带有平台的升降机构，和位于升降平台上的坩埚导向装置；其特征在于：所述炉体是可拆卸的；所述炉架的底部装有多个脚轮，脚轮安放在不同基座上，隔震沟深达50厘米，沟宽不小于5毫米，隔震沟内填充有橡胶或泡沫类材料；所述升降平台机构与炉架不是固定在一起的，其底座固定在四周有隔震沟的独立基座上，能够降低或避免炉子和炉架的振动干扰；所述坩埚导向装置的轴线位置装有水冷却杆；所述炉体与炉架之间是通过螺钉固定的。

2.如权利要求1所述的一种坩埚大气下降炉装置，所述炉体包括：(1)由一个顶盖和至少一个两端焊接有法兰盘的筒体以及一个中心开口的底板组成的炉壳；(2)位于炉体内部的中心对称轴或炉腔的对称平面位置自上而下被分隔为高温度腔室、温度梯度腔室和低温度腔室的炉腔；(3)高温度腔室和低温度腔室内都装有的加热元件；以及(4)填充在炉壳内与炉腔之间的耐高温隔热材料制品。

3.如权利要求2所述的一种坩埚大气下降炉装置，炉壳的筒体两端的法兰盘、炉体底板和顶盖上都分布有多个螺钉孔或/和光孔，并且筒体与炉体底板和炉体顶盖以及筒体之间是通过螺钉固定在一起的。

4.如权利要求3所述的一种坩埚大气下降炉装置，炉体底板中心有一大的开口，开口的四周分布有多个螺钉孔，用于安装不同大小的底口盖以调节炉口的大小或宽度。

5.如权利要求1所述的一种坩埚大气下降炉装置，所述炉架后面下方的一根横梁是可拆卸的，其上部有多个螺钉孔或光孔与炉体底板进行连接固定，其底部安装的脚轮是水平调节脚轮。

6.如权利要求1所述的一种坩埚大气下降炉装置，所述坩埚导向装置包括可耐受高温的导向管，带有支撑脚的导向管底托，位于中心轴线上通冷却水的冷却杆，以及填充在导向管内的耐高温粉体材料。

7.如权利要求1或6所述的一种坩埚大气下降炉装置，坩埚导向装置中轴线位置有一通孔，用于安放带有绝缘瓷管的热电偶，热电偶的接线端子以及冷却杆的进、出水口都在底托下面，分散在支撑脚之间。

8.如权利要求2或3所述的一种坩埚大气下降炉装置，炉体以及炉壳的组件都能够借助于金属吊具使用起重机进行起吊、拆分和安装。

9.如权利要求8所述的一种坩埚大气下降炉装置，金属吊具上装有多个活动螺钉，通过这些螺钉与炉体的筒体法兰盘上的螺钉孔连接，用于起吊和拆分整个下降炉装置、炉体、炉体的炉壳，方便维修。