CN208649503U - 晶体自动结晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶体自动结晶机，属于结晶装置技术领域，包括加热炉,加热炉下方设置有支撑架，加热炉内部设置有用于容纳熔体原料的容纳槽，容纳槽内设置有多个上下开口的容纳管，加热炉侧壁上开设有与容纳槽连通的通料口，加热炉底部设置有出晶口，加热炉两侧设置有向地面侧竖直延伸的丝杆，两个丝杆之间滑动设置有横梁，横梁上设置有向容纳管内延伸的支杆，支杆顶部设置有用于盛接晶体的坩埚，横梁上设置有驱动横梁在丝杆的长度方向缓慢移动的驱动组件。多根容纳管能够一次性结晶多个晶体，使得结晶的效率提高；丝杆以及横梁的设置能够使得在结晶完成后坩埚完全脱离加热炉，这时便能够轻易地将晶体取出，从而达到方便取晶的效果。

Description

晶体自动结晶机

技术领域

本实用新型涉及结晶装置技术领域，尤其涉及一种晶体自动结晶机。

背景技术

坩埚下降法，又称布里奇曼晶体生长法。一种常用的晶体生长方法。用于晶体生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。根据材料的性质加热器可以选用电阻炉或高频炉。在通过加热区域时，坩埚中的材料被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下并开始结晶，晶体随坩埚下降而持续长大，从而形成一个较为完整的结晶体。

授权公布号为CN103046115B的中国专利公开了一种坩埚下降法晶体生长炉的下降装置，包括升降杆、液压缸以及储油槽，液压缸设置在升降杆的下端，升降杆下端的活塞位于液压缸中；位于液压缸底部的滴油阀一端通向液压缸内部，另一端通向储油槽；安装在临近升降杆侧壁处的位移传感器与降速控制器连接，降速控制器与滴油阀。坩埚座安装在升降杆上端，盛有晶体生长原料的坩埚放置在坩埚座上，然后将原料通过加热炉进行加热熔融成熔体；当液压缸中的液压油液持续滴出而缓慢下降时，升降杆带动坩埚下降，从而使得坩埚内的熔体慢慢结晶；晶体生长过程结束，坩埚和晶体成品冷却到室温，开启油泵和注油阀向液压缸内注入液压油，液压油液面上升推动升降杆向上移动，使坩埚回到晶体生长最初的位置，取出晶体成品。

但上述装置有一点不足之处在于，由于此装置只有一个升降杆以及一个坩埚，因此每次结晶时只能够结晶出一个结晶体，且每次结晶完成后还需要花费时间额外添加液压油，让升降杆带动坩埚回到最初的位置才能取出晶体，让取晶较为麻烦，从而导致生产效率低下，不利于工作的开展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶体自动结晶机，具有提高结晶效率且方便将晶体取出的优点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种晶体自动结晶机，包括加热炉,所述加热炉下方设置有用于支撑加热炉的支撑架，所述加热炉内部设置有用于容纳熔体原料的容纳槽，所述容纳槽内设置有多个上下开口的容纳管，所述加热炉侧壁上开设有与容纳槽连通的通料口，所述加热炉底部设置有出晶口，所述加热炉两侧设置有向地面侧竖直延伸的丝杆，两个所述丝杆之间滑动设置有横梁，所述横梁上设置有向容纳管内延伸的支杆，所述支杆顶部设置有用于盛接熔体冷却凝固后形成的晶体的坩埚，所述横梁上设置有驱动横梁在丝杆的长度方向缓慢移动的驱动组件。

实施上述技术方案，首先将原料从通料口处倒入加热炉内，使得原料被倒入位于加热炉内的容纳槽内，此时处在容纳槽内的原料会顺着容纳槽的边缘流入容纳管内，这时由于容纳管内套设有坩埚，原料会紧接着流入坩埚内，此时启动加热炉进行加热，将原料加热到熔点以上融化成熔体，然后关闭加热炉使得温度逐渐下降，让熔体缓慢冷却生成单晶。在结晶的过程中，启动驱动组件，使得横梁在丝杆之间缓慢地向下移动，即熔体在坩埚里结晶一层，驱动组件就驱动横梁往下移动一小段距离；当容纳管与坩埚之间的熔体完全结晶后，支杆也会带着坩埚完全脱离容纳槽，并完全处于出晶口外。由于有多根容纳管，因此能够一次性结晶多个晶体，使得结晶的效率提高；并且驱动组件的设置能够使得在结晶完成后坩埚完全脱离加热炉，这时便能够轻易地将晶体取出，从而达到方便取晶的效果。

进一步，所述横梁中空设置，所述横梁两端转动设置有与丝杆螺纹连接的螺纹管，所述驱动组件包括设置在横梁上的低速电机、设置在低速电机输出轴上的转动轴以及设置在转动轴上的第一圆齿轮，所述转动轴转动穿设在横梁上，所述横梁内转动设置有与第一圆齿轮啮合的第二圆齿轮，所述第二圆齿轮上同轴设置有第一锥齿轮，所述螺纹管外壁上设置有第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

实施上述技术方案，启动低速电机，此时低速电机开始转动，从而带动转动轴开始转动，而设置在转动轴上的第一圆齿轮也会开始转动。由于第一圆齿轮与第二圆齿轮啮合，因此第二圆齿轮也开始转动，与第二圆齿轮同步转动的第一锥齿轮也开始转动，从而带动与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮开始转动，此时螺纹连接在丝杆上的螺纹管也随即转动，从而在转动的过程中缓慢向下移动，达到驱动方便的效果。并且低速电机的转速极慢，转速一般在0.83rmin-300rmin,而熔体结晶的速度也极慢，从而能够实现在结晶之后，坩埚在容纳管内往下移动一小段距离。

进一步，所述支撑架上设置有向地面延伸且与丝杆的长度方向平行的尺条。

实施上述技术方案，尺条的设置能够随时测量横梁在丝杆上的移动距离，便于操作人员记录数据。

进一步，所述横梁上设置有钢钎，所述钢钎的上段向靠近尺条侧延伸，所述钢钎的上段的端部设置有与尺条贴合的测量片。

实施上述技术方案，横梁在丝杆的长度方向移动过程中，设置在横梁上的钢钎也会随着横梁移动，而钢钎上的测量片与尺条贴合，使得移动过后的距离能够通过测量片在尺条上标记的位置直接进行肉眼识别，从而使得操作人员记录数据更为方便。

进一步，所述加热炉两侧设置有凸板，所述丝杆的上端设置有与凸板贴合的圆板，所述圆板上围绕圆板的圆周方向设置有多个将圆板固定在凸板上的固定螺栓。

实施上述技术方案，将丝杆安装在加热炉的侧壁上时，首先将丝杆的上端部的圆板与凸板的板面贴合，然后将固定螺栓穿过凸板以及圆板的轴向并拧紧即可，从而达到固定较为方便的效果。

进一步，所述丝杆靠近地面端螺纹连接有与地面贴合的贴合板，所述贴合板的板面为圆形，所述贴合板的板面直径大于丝杆的直径。

实施上述技术方案，贴合板的设置使得丝杆的下端部能够有足够的支撑面积，使得丝杆能够较为稳定的立在地面。

进一步，所述横梁的侧壁上设置有供钢钎穿过的套筒，所述套筒外壁上设置有用于将钢钎固定在套筒内的固定件。

实施上述技术方案，将钢钎固定在横梁上时，首先将钢钎穿过套筒，然后用固定件将钢钎固定在套筒内即可，从而达到固定钢钎时较为方便的效果。

进一步，所述固定件包括穿设在套筒侧壁上的抵紧螺栓，所述抵紧螺栓位于套筒内的一端与钢钎的壁面抵触。

实施上述技术方案，将钢钎穿过套筒，然后将抵紧螺栓的一端穿过套筒，使得抵紧螺栓的端部进入套筒内部，接着用手拧动抵紧螺栓，直到抵紧螺栓的端部紧紧将钢钎压紧在套筒内即可，从而使得钢钎的固定效果较好。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

一、多根容纳管的设置使得本实用新型能够一次性结晶多个晶体，使得结晶的效率提高;

二、驱动组件的设置能够使得在结晶完成后坩埚完全脱离加热炉，这时便能够轻易地将晶体取出，从而达到方便取晶的效果；

三、贴合板的设置使得丝杆的下端部能够有足够的支撑面积，使得丝杆能够较为稳定的立在地面。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的用于展示加热炉内部以及横梁内部的部分剖视图；

图3是图2中的A部放大图；

图4是图2中的B部放大图；

图5是图2中的C部放大图。

附图标记：1、加热炉；11、通料口；12、出晶口；13、尺条；14、凸板；2、支撑架；3、容纳槽；31、容纳管；4、丝杆；41、圆板；411、固定螺栓；42、贴合板；5、横梁；51、支杆；52、坩埚；53、螺纹管；531、第二锥齿轮；54、钢钎；541、测量片；55、套筒；551、抵紧螺栓；6、驱动组件；61、低速电机；62、转动轴；63、第一圆齿轮；64、第二圆齿轮；65、第一锥齿轮。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例的技术方案进行描述。

如图1、2所示，一种晶体自动结晶机，包括加热炉1,加热炉1下方设置有支撑架2，支撑架2用于支撑加热炉1，使其远离地面一端距离；加热炉1内部设置有用于容纳熔体原料的容纳槽3，容纳槽3内设置有多个上下开口的容纳管31，加热炉1侧壁上开设有与容纳槽3连通的通料口11，加热炉1底部设置有出晶口12，加热炉1两侧设置有向地面侧竖直延伸的丝杆4；结合图3，加热炉1两侧设置有凸板14，丝杆4的上端设置有与凸板14贴合的圆板41，圆板41上围绕圆板41的圆周方向设置有多个将圆板41固定在凸板14上的固定螺栓411；丝杆4靠近地面端螺纹连接有与地面贴合的贴合板42，贴合板42的板面为圆形，贴合板42的板面直径大于丝杆4的直径，贴合板42的设置使得丝杆4的下端部能够有足够的支撑面积，使得丝杆4能够较为稳定的立在地面。

如图2、4所示，两个丝杆4之间滑动设置有内部中空的横梁5，横梁5上设置有向容纳管31内延伸的支杆51，支杆51顶部设置有用于盛接晶体的坩埚52，横梁5上设置有驱动组件6，驱动组件6用于驱使横梁5在丝杆4的长度方向缓慢移动。

如图2、4所示，横梁5两端转动设置有与丝杆4螺纹连接的螺纹管53，驱动组件6包括设置低速电机61、转动轴62以及第一圆齿轮63，低速电机61设置在横梁5上的一端；转动轴62连接在低速电机61的输出轴上并与低速电机61同步转动，且转动轴62的另一端转动穿设在横梁5上，第一圆齿轮63设置在转动轴62上且第一圆齿轮63在转动轴62上设置有两个；横梁5内转动设置有第二圆齿轮64，第二圆齿轮64与第一圆齿轮63啮合，第二圆齿轮64上同轴设置有第一锥齿轮65，螺纹管53外壁上设置有第一锥齿轮65啮合的第二锥齿轮531。

启动低速电机61，此时低速电机61开始转动，从而带动转动轴62开始转动，而设置在转动轴62上的第一圆齿轮63也会开始转动。由于第一圆齿轮63与第二圆齿轮64啮合，因此第二圆齿轮64也开始转动，与第二圆齿轮64同步转动的第一锥齿轮65也开始转动，从而带动与第一锥齿轮65啮合的第二锥齿轮531开始转动，此时螺纹连接在丝杆4上的螺纹管53也随即转动，从而在转动的过程中缓慢向下移动，达到驱动方便的效果。并且低速电机61的转速极慢，转速一般在0.83rmin-300rmin,而熔体结晶的速度也极慢，从而能够实现在结晶之后，坩埚52在容纳管31内往下移动一小段距离。

如图2、5所示，支撑架2上设置有向地面延伸且与丝杆4的长度方向平行的尺条13；横梁5上设置有钢钎54，钢钎54的上段向靠近尺条13侧延伸，钢钎54的上段的端部设置有与尺条13贴合的测量片541；横梁5在丝杆4的长度方向移动过程中，设置在横梁5上的钢钎54也会随着横梁5移动，而钢钎54上的测量片541与尺条13贴合，使得移动过后的距离能够通过测量片541在尺条13上标记的位置直接进行肉眼识别，从而使得操作人员记录数据更为方便。

如图2、5所示，横梁5的侧壁上设置有供钢钎54穿过的套筒55，套筒55外壁上穿设有抵紧螺栓551，抵紧螺栓551位于套筒55内的一端与钢钎54的壁面抵触；将钢钎54穿过套筒55，然后将抵紧螺栓551的一端穿过套筒55，使得抵紧螺栓551的端部进入套筒55内部，接着用手拧动抵紧螺栓551，直到抵紧螺栓551的端部紧紧将钢钎54压紧在套筒55内即可，从而使得钢钎54的固定效果较好。

具体工作过程：首先将原料从通料口11处倒入加热炉1内，使得原料被倒入位于加热炉1内的容纳槽3内，此时处在容纳槽3内的原料会顺着容纳槽3的边缘流入容纳管31内，这时由于容纳管31内套设有坩埚52，原料会紧接着流入坩埚52内，启动加热炉1进行加热，将原料加热到熔点以上融化成熔体，然后关闭加热炉1使得温度逐渐下降，让熔体缓慢冷却生成单晶；在结晶的过程中，启动低速电机61，使得横梁5在丝杆4之间缓慢地向下移动，即熔体在坩埚52里结晶一层，低速电机61就驱动横梁5往下移动一小段距离；当容纳管31与坩埚52之间的熔体完全结晶后，支杆51也会带着坩埚52完全脱离容纳槽3，并完全处于出晶口12外。由于有多根容纳管31，因此能够一次性结晶多个晶体，使得结晶的效率提高；并且驱动组件6的设置能够使得在结晶完成后坩埚52完全脱离加热炉1，这时便能够轻易地将晶体取出，从而达到方便取晶的效果。

Claims (8)

1.一种晶体自动结晶机，包括加热炉(1),其特征在于，所述加热炉(1)下方设置有用于支撑加热炉(1)的支撑架(2)，所述加热炉(1)内部设置有用于容纳熔体原料的容纳槽(3)，所述容纳槽(3)内设置有多个上下开口的容纳管(31)，所述加热炉(1)侧壁上开设有与容纳槽(3)连通的通料口(11)，所述加热炉(1)底部设置有出晶口(12)，所述加热炉(1)两侧设置有向地面侧竖直延伸的丝杆(4)，两个所述丝杆(4)之间滑动设置有横梁(5)，所述横梁(5)上设置有向容纳管(31)内延伸的支杆(51)，所述支杆(51)顶部设置有用于盛接熔体冷却凝固后形成的晶体的坩埚(52)，所述横梁(5)上设置有驱动横梁(5)在丝杆(4)的长度方向缓慢移动的驱动组件(6)。

2.根据权利要求1所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述横梁(5)中空设置，所述横梁(5)两端转动设置有与丝杆(4)螺纹连接的螺纹管(53)，所述驱动组件(6)包括设置在横梁(5)上的低速电机(61)、设置在低速电机(61)输出轴上的转动轴(62)以及设置在转动轴(62)上的第一圆齿轮(63)，所述转动轴(62)转动穿设在横梁(5)上，所述横梁(5)内转动设置有与第一圆齿轮(63)啮合的第二圆齿轮(64)，所述第二圆齿轮(64)上同轴设置有第一锥齿轮(65)，所述螺纹管(53)外壁上设置有第一锥齿轮(65)啮合的第二锥齿轮(531)。

3.根据权利要求1所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述支撑架(2)上设置有向地面延伸且与丝杆(4)的长度方向平行的尺条(13)。

4.根据权利要求3所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述横梁(5)上设置有钢钎(54)，所述钢钎(54)的上段向靠近尺条(13)侧延伸，所述钢钎(54)的上段的端部设置有与尺条(13)贴合的测量片(541)。

5.根据权利要求1所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述加热炉(1)两侧设置有凸板(14)，所述丝杆(4)的上端设置有与凸板(14)贴合的圆板(41)，所述圆板(41)上围绕圆板(41)的圆周方向设置有多个将圆板(41)固定在凸板(14)上的固定螺栓(411)。

6.根据权利要求5所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述丝杆(4)靠近地面端螺纹连接有与地面贴合的贴合板(42)，所述贴合板(42)的板面为圆形，所述贴合板(42)的板面直径大于丝杆(4)的直径。

7.根据权利要求4所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述横梁(5)的侧壁上设置有供钢钎(54)穿过的套筒(55)，所述套筒(55)外壁上设置有用于将钢钎(54)固定在套筒(55)内的固定件。

8.根据权利要求7所述的晶体自动结晶机，其特征在于，所述固定件包括穿设在套筒(55)侧壁上的抵紧螺栓(551)，所述抵紧螺栓(551)位于套筒(55)内的一端与钢钎(54)的壁面抵触。