CN209854280U - 一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，包括炉体，炉体内侧设有散热层，散热层内设有升降挡板，升降挡板与散热层内壁密封接触，散热层内侧设有加热层，加热层内侧设有坩埚，坩埚顶部设有隔热盖板，隔热盖板上有抽真空气管穿过，隔热盖板中部竖直设有提拉杆，提拉杆通过转轴与电机相连接，电机与顶板之间固定连接，顶板与炉体之间通过升降装置相连接；本实用新型不仅结构设计科学合理，通过升降装置能够完成提拉杆的缓慢升降，可防止提拉过程中发生断裂，提拉效果好，且设有升降挡板，便于对固液界面处进行降温，使用起来极为方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及蓝宝石生长领域，具体涉及一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置。
背景技术
蓝宝石，矿物名称刚玉，三方晶系结晶体，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料，因蓝宝石具有极高的强度、硬度、红外透过性能和抗热冲击性能，因此作为重要的技术晶体材料，被广泛应用在国防、军事、科研等一系列高科技技术领域。目前蓝宝石晶体生长方式主要有导模法、提拉法、热交换法和泡生法，与其他生长方式相比，提拉法成品率高，容易长出大尺寸和高品质的晶体，因此得到了广泛的应用。
现有技术中，提拉法生长蓝宝石都是先将原料投入坩埚中，加热升温使原料成为熔融态，再使用籽晶接触熔体表面，使熔体依附籽晶冷却结晶，同时籽晶安装杆以极慢速度提拉让晶体长出颈部，当熔体与籽晶界面的凝固速度稳定后，通过调节炉内温度使晶体从颈部向下逐渐冷却结晶，然而在对蓝宝石进行提拉过程中，经常性的因为提拉速度过快而造成蓝宝石结晶的断裂，无法完成蓝宝石的生长，同时在晶体提拉法生长过程中，熔体的温度控制是关键。要求熔体中温度的分布在固液界面处保持熔点温度，保证籽晶周围的熔体有一定的过冷度，熔体的其余部分保持过热。这样，才可保证熔体中不产生其它晶核，在界面上原子或分子按籽晶的结构排列成单晶。为了保持一定的过冷度，生长界面必须不断地向远离凝固点等温面的低温方向移动，晶体才能不断长大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，不仅结构设计科学合理，通过升降装置能够完成提拉杆的缓慢升降，可防止提拉过程中发生断裂，提拉效果好，且设有升降挡板，便于对固液界面处进行降温，使用起来极为方便。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：
一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，包括炉体，所述炉体内侧设有散热层，所述散热层内设有升降挡板，所述升降挡板与散热层内壁密封接触，所述散热层内侧设有加热层，所述加热层内侧设有坩埚，所述坩埚顶部设有隔热盖板，所述隔热盖板上有抽真空气管穿过，所述隔热盖板中部竖直设有提拉杆，所述提拉杆通过转轴与电机相连接，所述电机与顶板之间固定连接，所述顶板与炉体之间通过升降装置相连接。
进一步地，所述升降装置包括外筒，所述外筒内设有活塞，所述活塞与外筒之间密封接触，所述活塞顶部固定连接有支撑杆，所述支撑杆顶端与顶板底部固定连接，所述外筒下部有第二气管穿过，所述第二气管上设有气流控制阀，所述第二气管与外部充气机相连接。
进一步地，所述散热层右侧连通有进水管，所述升降挡板周侧设有密封橡胶圈，所述升降挡板底部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆控制升降挡板的升降，所述散热层左侧连通有排水管。
进一步地，所述加热层内设有电加热器和射频感应器。
进一步地，所述抽真空气管与外界抽真空设备相连接。
进一步地，所述电机、外部充气机、外界抽真空设备、气流控制阀、电动伸缩杆和电加热器均通过外部控制装置控制。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型不仅结构设计科学合理，通过升降装置能够完成提拉杆的缓慢升降，可防止提拉过程中发生断裂，提拉效果好，且设有升降挡板，便于对固液界面处进行降温，保证籽晶周围的熔体有一定的过冷度，熔体的其余部分保持过热，使用起来极为方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型升降装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
本实用新型为一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，包括炉体1，炉体1内侧设有散热层5，散热层5内设有升降挡板17，升降挡板17与散热层5内壁密封接触，散热层5内侧设有加热层2，加热层2内侧设有坩埚4，坩埚4顶部设有隔热盖板15，隔热盖板15上有抽真空气管10穿过，隔热盖板15中部竖直设有提拉杆14，提拉杆14通过转轴13与电机12相连接，电机12与顶板11之间固定连接，顶板11与炉体1之间通过升降装置9相连接。
实施例2
本实用新型为一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，包括炉体1，炉体1内侧设有散热层5，散热层5内设有升降挡板17，升降挡板17与散热层5内壁密封接触，散热层5内侧设有加热层2，加热层2内侧设有坩埚4，坩埚4顶部设有隔热盖板15，隔热盖板15上有抽真空气管10穿过，隔热盖板15中部竖直设有提拉杆14，提拉杆14通过转轴13与电机12相连接，电机12与顶板11之间固定连接，顶板11与炉体1之间通过升降装置9相连接。
升降装置9包括外筒19，外筒19内设有活塞20，活塞20与外筒19之间密封接触，活塞20顶部固定连接有支撑杆21，支撑杆21顶端与顶板11底部固定连接，外筒19下部有第二气管7穿过，第二气管7上设有气流控制阀8，第二气管7与外部充气机相连接。散热层5右侧连通有进水管16，升降挡板17周侧设有密封橡胶圈，升降挡板17底部设有电动伸缩杆18，电动伸缩杆18控制升降挡板17的升降，散热层5左侧连通有排水管6。加热层2内设有电加热器3和射频感应器；抽真空气管10与外界抽真空设备相连接；电机12、外部充气机、外界抽真空设备、气流控制阀8、电动伸缩杆18和电加热器3均通过外部控制装置控制。
工作原理：使用时，将装置与外部电源相接通，向坩埚内加入原料，将籽晶安装在提拉杆14底部，通过外界抽真空设备和抽真空气管10进行抽真空，通过外部控制装置打开电加热器3，对原料进行加热升温，使原料成为熔融态，通过外部控制装置控制电动伸缩杆18，使升降挡板17与液面相平齐，断开电加热器3，使籽晶与融化后的液面相接触，设置气流控制阀8的气流速率，打开电机12，同时通过进水管16向散热层5内加入冷却水，由于升降挡板17的存在，冷却水最低面与融化后的液面相平齐，可对固液界面处进行降温，保证籽晶周围的熔体有一定的过冷度，熔体的其余部分保持过热。
综上，本实用新型不仅结构设计科学合理，通过升降装置能够完成提拉杆的缓慢升降，可防止提拉过程中发生断裂，提拉效果好，且设有升降挡板，便于对固液界面处进行降温，使用起来极为方便。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或着特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：包括炉体(1)，所述炉体(1)内侧设有散热层(5)，所述散热层(5)内设有升降挡板(17)，所述升降挡板(17)与散热层(5)内壁密封接触，所述散热层(5)内侧设有加热层(2)，所述加热层(2)内侧设有坩埚(4)，所述坩埚(4)顶部设有隔热盖板(15)，所述隔热盖板(15)上有抽真空气管(10)穿过，所述隔热盖板(15)中部竖直设有提拉杆(14)，所述提拉杆(14)通过转轴(13)与电机(12)相连接，所述电机(12)与顶板(11)之间固定连接，所述顶板(11)与炉体(1)之间通过升降装置(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：所述升降装置(9)包括外筒(19)，所述外筒(19)内设有活塞(20)，所述活塞(20)与外筒(19)之间密封接触，所述活塞(20)顶部固定连接有支撑杆(21)，所述支撑杆(21)顶端与顶板(11)底部固定连接，所述外筒(19)下部有第二气管(7)穿过，所述第二气管(7)上设有气流控制阀(8)，所述第二气管(7)与外部充气机相连接。
3.根据权利要求2所述的一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：所述散热层(5)右侧连通有进水管(16)，所述升降挡板(17)周侧设有密封橡胶圈，所述升降挡板(17)底部设有电动伸缩杆(18)，所述电动伸缩杆(18)控制升降挡板(17)的升降，所述散热层(5)左侧连通有排水管(6)。
4.根据权利要求3所述的一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：所述加热层(2)内设有电加热器(3)和射频感应器。
5.根据权利要求4所述的一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：所述抽真空气管(10)与外界抽真空设备相连接。
6.根据权利要求5所述的一种大公斤蓝宝石晶体生长真空装置，其特征在于：所述电机(12)、外部充气机、外界抽真空设备、气流控制阀(8)、电动伸缩杆(18)和电加热器(3)均通过外部控制装置控制。
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| CN116926660A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 内蒙古晶环电子材料有限公司 | 蓝宝石晶体生长炉 |
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