CN203258988U

CN203258988U - 一种大型高纯氧化铝烧结坩埚

Info

Publication number: CN203258988U
Application number: CN 201320210887
Authority: CN
Inventors: 王红; 颜玲瑛; 赵明君; 颜慧瑛; 李晨曦; 李星瑶; 王思华
Original assignee: 王红
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-04-24

Abstract

本实用新型公开了一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，包括卸料支撑装置、坩埚埚体、底部支撑板、底部冷却装置、坩埚顶部支撑板、坩埚埚体冷却管，其中坩埚埚体上部设置有坩埚顶部支撑板，坩埚埚体底部设置有底部支撑板，底部支撑板上设置有底部冷却装置，坩埚埚体外表面上设置有坩埚埚体冷却管，在底部支撑板上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板和底部支撑板之间设置有卸料支撑装置，该装置用在蓝宝石单晶生长工艺前端的高频预处理烧结设备中，具有高纯氧化铝预处理加工效率高、精度高、原料损耗少、电耗底、装拆方便、制造成本底、使用寿命长，自动出炉效率高、自身损耗小、没有二次污染。

Description

一种大型高纯氧化铝烧结坩埚

技术领域

本实用新型涉及加热中炉类开式烧结设备或类似设备中炉衬配置领域，尤指一种大型高纯氧化铝烧结坩埚。

背景技术

蓝宝石（Sapphire）是一种氧化铝（α-Al₂O₃）的单晶，由于具有良好的机械、光学、化学以及抗辐射性质，因此被工业界做为窗口材料、耐磨材料和LED衬底材料广泛应用。

制备蓝宝石的方法很多，主要包括焰熔法、提拉法、区熔法、导模法、坩埚移动法、热交换法、温度梯度法和泡生法等，其中泡生法工艺生长的蓝宝石晶体约占目前市场总额的70%。采用泡生法生长蓝宝石晶体时，长晶设备炉腔空间大小有限，其坩埚的内腔体积则根据蓝宝石单晶的理论密度3.98g/cm³和需要加入氧化铝原料的质量来确定的，设计时稍比理论体积大一些。要保证能在长晶设备的钨坩埚里装填足够多的氧化铝原料，也就必须保证氧化铝原料具备较高的密度，尽量接近其理论密度。所以在蓝宝石长晶原料使用之前必须致密化预处理，目前的方法有压块烧结法、焰熔法和高频烧结法等，其中高频烧结法工艺简单，成本较低，该方法不仅不会造成高纯氧化铝的二次污染，还能在高温熔化结晶的工艺过程中使氧化铝内部的杂质挥发和外排，起到原料二次提纯的作用，进一步提高氧化铝的纯度。

在高纯氧化铝的预处理的工艺中，坩埚是整套设备和整条工艺链中必不可少的设备。传统的感应加热冷坩埚为上出料式，整个坩埚体全部是金属制造，底部的集水器和坩埚设计为一个整体，出料时需要将坩埚整体翻转，高纯氧化铝烧结棒才能取出，如果烧结的氧化铝原料较多，其很难倒出人工操作困难，且在感应加热过程中由于金属导电，利用电磁感应原理整个坩埚将成为一个导体，大部分功率消耗在坩埚上，热传导效率低，加热速度变慢，能耗大，可能造成氧化铝原料的二次污染，如果加热功率过大将很有可能出现安全事故。

目前，对蓝宝石生长晶用高纯氧化铝进行致密化预处理的方法有压块烧结法、焰熔法、预熔烧结法等，其中以预熔烧结法工艺简单，成本较低，且该方法不但不会造成高纯氧化铝的二次污染，还会在高温工艺过程中实现氧化铝的二次提纯，进一步增加氧化铝的纯度和减少杂质含量。

传统的感应加热坩埚为金属结构，感应加热过程中利用电磁感应原理先加热坩埚，然后坩埚再通过热传导的方式来加热坩埚中的物质，传热效率低，加热速度慢，能耗大，坩埚自损耗大，还可能造成被加热物质的二次污染，现有技术中单次烧结量少，烧结周期长，卸料速度慢。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，该装置用在蓝宝石单晶生长工艺前端的高频预处理烧结设备中，具有高纯氧化铝预处理加工效率高、精度高、原料损耗少、电耗底、装拆方便、制造成本底、使用寿命长，自动出炉效率高、自身损耗小、没有二次污染，根据不同的情况调节坩埚位置及精确控制制造精度的大型高纯氧化铝烧结炉坩埚。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术现实，一种大型高纯氧化铝烧结坩埚结构组成包括卸料支撑装置、坩埚埚体、底部支撑板、底部冷却装置、坩埚顶部支撑板、坩埚埚体冷却管，其中坩埚埚体上部设置有坩埚顶部支撑板，坩埚埚体底部设置有底部支撑板，底部支撑板上设置有底部冷却装置，坩埚埚体外表面上设置有坩埚埚体冷却管，在底部支撑板上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板和底部支撑板之间设置有卸料支撑装置。

作为本实用新型的进一步改进，为保证坩埚埚体冷却管在坩埚埚体上的安装稳固性，坩埚埚体上部设置有冷却管连接板，冷却管连接板上设置有冷却管安装孔，该冷却管安装孔的构型包括圆形、矩形、多边形。

作为本实用新型的进一步改进，为保证冷却水的循环利用和冷却效果的快速稳定，在坩埚顶部支撑板外边沿环绕设置有集水器，该集水器高度低于坩埚埚体进料口高度。

注：卸料支撑装置：为用于支撑坩埚并且辅助卸料的结构。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果:

该装置用在蓝宝石单晶生长工艺前端的高频预处理烧结设备中，具有高纯氧化铝预处理加工效率高、精度高、原料损耗少、电耗底、装拆方便、制造成本底、使用寿命长；

该装置自动出炉效率高、自身损耗小、没有二次污染，根据不同的情况调节坩埚位置及精确控制制造精度的大型高纯氧化铝烧结炉坩埚。

附图说明

图1是一种大型高纯氧化铝烧结坩埚结构示意图；

图中1-集水器；2-卸料支撑装置；3-坩埚埚体；4-底部支撑板；5-底部冷却装置；6-冷却管连接板；7-坩埚顶部支撑板；8-坩埚埚体冷却管。

具体实施方式

实施例1

一种大型高纯氧化铝烧结坩埚结构组成包括卸料支撑装置2、坩埚埚体3、底部支撑板4、底部冷却装置5、坩埚顶部支撑板7、坩埚埚体冷却管8，其中坩埚埚体3上部设置有坩埚顶部支撑板7，坩埚埚体3底部设置有底部支撑板4，底部支撑板4上设置有底部冷却装置5，坩埚埚体3外表面上设置有坩埚埚体冷却管8，在底部支撑板4上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板7和底部支撑板4之间设置有卸料支撑装置2，为保证坩埚埚体冷却管8在坩埚埚体3上的安装稳固性，坩埚埚体3上部设置有冷却管连接板6，冷却管连接板6上设置有冷却管安装孔，该冷却管安装孔的构型为圆形、矩形、多边形，为保证冷却水的循环利用和冷却效果的快速稳定，在坩埚顶部支撑板7外边沿环绕设置有集水器1，该集水器1高度低于坩埚埚体3进料口高度。

实施例2

一种大型高纯氧化铝烧结坩埚结构组成包括卸料支撑装置2、坩埚埚体3、底部支撑板4、底部冷却装置5、坩埚顶部支撑板7、坩埚埚体冷却管8，其中坩埚埚体3上部设置有坩埚顶部支撑板7，坩埚埚体3底部设置有底部支撑板4，底部支撑板4上设置有底部冷却装置5，坩埚埚体3外表面上设置有坩埚埚体冷却管8，在底部支撑板4上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板7和底部支撑板4之间设置有卸料支撑装置2，为保证坩埚埚体冷却管8在坩埚埚体3上的安装稳固性，坩埚埚体3上部设置有冷却管连接板6，冷却管连接板6上设置有冷却管安装孔，该冷却管安装孔的构型为矩形，为保证冷却水的循环利用和冷却效果的快速稳定，在坩埚顶部支撑板7外边沿环绕设置有集水器1，该集水器1高度低于坩埚埚体3进料口高度。

实施例3

一种大型高纯氧化铝烧结坩埚结构组成包括卸料支撑装置2、坩埚埚体3、底部支撑板4、底部冷却装置5、坩埚顶部支撑板7、坩埚埚体冷却管8，其中坩埚埚体3上部设置有坩埚顶部支撑板7，坩埚埚体3底部设置有底部支撑板4，底部支撑板4上设置有底部冷却装置5，坩埚埚体3外表面上设置有坩埚埚体冷却管8，在底部支撑板4上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板7和底部支撑板4之间设置有卸料支撑装置2，为保证坩埚埚体冷却管8在坩埚埚体3上的安装稳固性，坩埚埚体3上部设置有冷却管连接板6，冷却管连接板6上设置有冷却管安装孔，该冷却管安装孔的构型为多边形，为保证冷却水的循环利用和冷却效果的快速稳定，在坩埚顶部支撑板7外边沿环绕设置有集水器1，该集水器1高度低于坩埚埚体3进料口高度。

Claims

1.一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，包括卸料支撑装置（2）、坩埚埚体（3）、底部支撑板（4）、底部冷却装置（5）、坩埚顶部支撑板（7）、坩埚埚体冷却管（8），其特征在于：坩埚埚体（3）上部设置有坩埚顶部支撑板（7），坩埚埚体（3）底部设置有底部支撑板（4），底部支撑板（4）上设置有底部冷却装置（5），坩埚埚体（3）外表面上设置有坩埚埚体冷却管（8），在底部支撑板（4）上设置有出料口，在坩埚顶部支撑板（7）和底部支撑板（4）之间设置有卸料支撑装置（2）。

2.根据权利要求1所述一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，其特征在于：坩埚埚体（3）上部设置有冷却管连接板（6），冷却管连接板（6）上设置有冷却管安装孔，该冷却管安装孔的构型为圆形或矩形。

3.根据权利要求1所述一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，其特征在于：在坩埚顶部支撑板（7）外边沿环绕设置有集水器（1），该集水器（1）高度低于坩埚埚体（3）进料口高度。

4.根据权利要求2所述一种大型高纯氧化铝烧结坩埚，其特征在于：在坩埚顶部支撑板（7）外边沿环绕设置有集水器（1），该集水器（1）高度低于坩埚埚体（3）进料口高度。