CN206219713U - 一种宝石长晶炉的称重系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及宝石长晶领域，公开了一种宝石长晶炉的称重系统，该称重系统包括宝石长晶炉(1)、真空称重装置(2)和抽真空装置(3)，所述真空称重装置(2)和所述抽真空装置(3)设置在宝石长晶炉(1)的外部，所述宝石长晶炉(1)的内部包括籽晶杆(13)和水冷套管(14)，所述水冷套管(14)位于所述籽晶杆(13)的至少部分外周，所述真空称重装置(2)与所述籽晶杆(13)连接，所述真空称重装置(2)和所述抽真空装置(3)连通，通过所述抽真空装置(3)对所述真空称重装置(2)抽真空。该宝石长晶炉的称重系统可以更准确地称量长晶过程中晶体的重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及宝石长晶领域，具体地，涉及一种宝石长晶炉的称重系统。
背景技术
蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，属于刚玉族矿物，三方晶系，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料，由于其具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、高熔点等优良的物理、机械和化学性能，一直是微电子、航空航天、军工等领域应用的材料。
蓝宝石晶体生长方法包括熔体生长、溶液生长、气相生长和固相生长，其中，世界上主要的熔体生长方法包括晶体提拉法、导模法、热交换法和泡生法。泡生法蓝宝石长晶炉内的称重装置是晶体生长过程中的重要信号收集与反馈系统，也是整个晶体生长过程中最重要的参考数据与评判依据。传统蓝宝石长晶过程中使用的称重装置中不是真空环境，这导致信号不稳，测得的数据失真。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的宝石长晶系统中的称重系统称重结果不准确的缺陷，提供一种宝石长晶炉的称重系统。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种宝石长晶炉的称重系统，其中，该称重系统包括宝石长晶炉、真空称重装置和抽真空装置，所述真空称重装置和所述抽真空装置设置在宝石长晶炉的外部，所述宝石长晶炉的内部包括籽晶杆和水冷套管，所述水冷套管位于所述籽晶杆的至少部分外周，所述真空称重装置与所述籽晶杆连接，所述真空称重装置和所述抽真空装置连通，通过所述抽真空装置对所述真空称重装置抽真空。
优选地，所述抽真空装置为真空泵。
优选地，在所述籽晶杆的下方还设置有籽晶夹。
优选地，所述水冷套管位于所述籽晶杆的全部外周。
优选地，所述宝石长晶炉的内部还包括坩埚、加热部件和保温层，所述加热部件位于所述坩埚的外周，所述保温层位于所述加热部件的外周。
优选地，所述加热部件为加热线圈。
优选地，所述宝石长晶炉的内部还包括坩埚支架，所述坩埚支架位于所述坩埚的下方。
优选地，所述宝石长晶炉上还设置有抽真空孔。
在本实用新型所述宝石长晶炉的称重系统中进行长晶，通过抽真空装置对所述真空称重装置抽真空，使真空称重装置内部的称重系统处于真空环境中，从而使真空称重装置更准确地称量对长晶过程中晶体的重量。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型提供的一种实施方式的宝石长晶炉的称重系统。
附图标记说明
1 宝石长晶炉； 11 坩埚；
12 加热部件； 13 籽晶杆；
14 水冷套管； 15 籽晶夹；
16 保温层； 17 坩埚支架；
2 真空称重装置； 3 抽真空装置。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供了一种宝石长晶炉的称重系统，其中，如图1所示，该称重系统包括宝石长晶炉1、真空称重装置2和抽真空装置3，所述真空称重装置2和所述抽真空装置3设置在宝石长晶炉1的外部，所述宝石长晶炉1的内部包括籽晶杆13和水冷套管14，所述水冷套管14位于所述籽晶杆13的至少部分外周，所述真空称重装置2与所述籽晶杆13连接，所述真空称重装置2和所述抽真空装置3连通，通过所述抽真空装置3对所述真空称重装置2抽真空。
在上述宝石长晶炉的称重系统中，所述真空称重装置2与籽晶杆13连接，通过重量传感测得长晶过程中籽晶杆13的一个端部的晶体的重量，在该过程中，通过所述抽真空装置3对所述真空称重装置2抽真空。
本实用新型中，对所述真空称重装置2中的真空度没有特别的要求，只要能使真空称重装置2的称重误差降低即可。优选情况下，通过所述抽真空装置3对所述真空称重装置2抽真空，使得所述真空称重装置2中的真空度(绝对压力)小于5×10-2Pa。
本实用新型中，对所述真空称重装置2的选择没有特别的限定，可以为本领域的常规选择，只要能通过所述抽真空装置3对其抽真空即可。对真空称重装置2的选择在此不再赘述。
本实用新型中，所述水冷套管14的作用是通过水冷套管14中的水带走由籽晶传递到籽晶杆13的热量，进而对由籽晶杆13从熔液中拉升出来的单晶进行冷却凝固。
本实用新型中，对所述水冷套管14的具体结构没有特别的限定，只要其能够提供水用于冷却即可，优选情况下，所述水冷套管14包括进水口和出水口。所述进水口和所述出水口可以保持所述水冷套管中的水始终处于流动状态，以达到最佳冷却效果。
本实用新型中，对所述进水口和所述出水口在所述水冷套管14上的分布位置没有特别的限定，只要能达到冷却效果即可。优选情况下，所述进水口和所述出水口分别位于所述水冷套管14的上部。在上述结构中，可以使所述水冷套管14中的水达到充分冷却籽晶杆13的作用。
根据本实用新型的一种更优选的实施方式，所述进水口和所述出水口位于所述籽晶杆13圆周的同一直径上。在该优选的实施方式中，可以充分利用水的冷却作用。
本实用新型中，对所述籽晶杆13和水冷套管14的形状选择没有特别的限定，但是，为了提高水冷效果，优选情况下，所述籽晶杆13和水冷套管14分别为圆柱形，所述水冷套管14的截面直径与所述籽晶杆13的截面直径的比值为1.1-5：1。
本实用新型中，为了提高所述水冷套管14的水冷效率，优选情况下，所述水冷套管14位于所述籽晶杆13的全部外周。“全部外周”是指所述籽晶杆13的外壁全部位于所述水冷套管14内。
本实用新型中，对所述抽真空装置3的选择没有特别的限定，只要能达到对所述真空称重装置2抽真空的目的即可，例如所述抽真空装置3可以为真空泵。
本实用新型中，在所述籽晶杆13的下方还可以设置有籽晶夹15。所述籽晶夹15的作用是夹持和固定籽晶。由于在生长晶体的过程中，会有大量的热量传到籽晶夹，因此，优选情况下，所述籽晶夹15为耐高温材料。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述宝石长晶炉1的内部还包括坩埚11、加热部件12和保温层16，所述加热部件12位于所述坩埚11的外周，所述保温层16位于所述加热部件12的外周。所述加热部件12用于为坩埚中的物料提供热量，所述保温层16用于将坩埚11与外界隔开，以保证所述加热部件12的加热效率以及坩埚11的温度稳定。
本实用新型中，由于长晶原料要在所述坩埚11中加热到熔融，而宝石(例如蓝宝石)的熔点达到2000℃以上，因此，所述坩埚11应选择耐高温材料，例如所述坩埚11为钼坩埚。
本实用新型中，对所述加热部件12的选择没有特别的限定，只要能达到加热效果即可，可以为本领域的常规选择。优选情况下，所述加热部件12为加热线圈。所述加热线圈有助于提高加热部件12的加热效率，并使坩埚11受热均匀。
本实用新型中，所述宝石长晶炉1的内部还包括坩埚支架17，所述坩埚支架17位于所述坩埚11的下方。所述坩埚支架17用于对坩埚11起支撑和固定的作用。
在宝石长晶的过程中，籽晶在真空条件下生长的单晶具有较好品质，因此，优选情况下，所述宝石长晶炉1上还设置有抽真空孔。所述抽真空口还可以与机械泵和扩散泵连接，用于提供抽真空的动力。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (8)
1.一种宝石长晶炉的称重系统，其特征在于，该称重系统包括宝石长晶炉(1)、真空称重装置(2)和抽真空装置(3)，所述真空称重装置(2)和所述抽真空装置(3)设置在宝石长晶炉(1)的外部，所述宝石长晶炉(1)的内部包括籽晶杆(13)和水冷套管(14)，所述水冷套管(14)位于所述籽晶杆(13)的至少部分外周，所述真空称重装置(2)与所述籽晶杆(13)连接，所述真空称重装置(2)和所述抽真空装置(3)连通，通过所述抽真空装置(3)对所述真空称重装置(2)抽真空。
2.根据权利要求1所述的称重系统，其特征在于，所述抽真空装置(3)为真空泵。
3.根据权利要求1或2所述的称重系统，其特征在于，在所述籽晶杆(13)的下方还设置有籽晶夹(15)。
4.根据权利要求1或2所述的称重系统，其特征在于，所述水冷套管(14)位于所述籽晶杆(13)的全部外周。
5.根据权利要求1或2所述的称重系统，其特征在于，所述宝石长晶炉(1)的内部还包括坩埚(11)、加热部件(12)和保温层(16)，所述加热部件(12)位于所述坩埚(11)的外周，所述保温层(16)位于所述加热部件(12)的外周。
6.根据权利要求5所述的称重系统，其特征在于，所述加热部件(12)为加热线圈。
7.根据权利要求5所述的称重系统，其特征在于，所述宝石长晶炉(1)的内部还包括坩埚支架(17)，所述坩埚支架(17)位于所述坩埚(11)的下方。
8.根据权利要求1或2所述的称重系统，其特征在于，所述宝石长晶炉(1)上还设置有抽真空孔。
Priority Applications (1)
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| CN201621216745.2U CN206219713U (zh) | 2016-11-11 | 2016-11-11 | 一种宝石长晶炉的称重系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109338468A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-02-15 | 南京晶升能源设备有限公司 | 一种晶体称重装置 |
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2016
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