CN212713842U

CN212713842U - 一种用于制备管状晶体材料的加热装置

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Publication number: CN212713842U
Application number: CN202020692167.XU
Authority: CN
Inventors: 刘建军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2030-04-30

Abstract

一种用于制备管状晶体材料的加热装置，涉及新材料技术领域，本实用新型通过加热器（3）直接或间接对坩埚做功，减少了热传导路径进而可实现低能耗，可实现布局灵活，便于安装与调节，同时可实现快速的升降温度，提升生产效率等，本实用新型涉及的材料选用易于实现，保温层易于确定，亦可实现模块化生产，进而降低材料成本等，本实用新型具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

Description

一种用于制备管状晶体材料的加热装置

【技术领域】本实用新型涉及新材料技术领域，具体涉及一种用于制备管状晶体材料的加热装置。

【背景技术】

已知的，新材料产业具有技术高度密集，研究与开发投入高，产品的附加值高，生产与市场的国际性强，以及应用范围广，发展前景好等特点，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济，社会发展，科技进步和国防实力的重要标志，世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。以靶材为例，基于物理气相沉积原理的溅射镀膜工艺，已广泛应用于液晶显示设备、太阳能电池、太阳能真空管、半导体芯片等技术领域；而旋转型靶材是溅射镀膜工艺中常用的一种镀膜耗材，旋转型靶材一般由管状金属基材和镀膜材料层构成，正常做法是在管状金属基材外表面进行表面清洗或者吹砂完后就直接喷涂镀膜材料层，这种产品存在的问题是镀膜材料层与管状金属基材外表面结合强度较差，会影响旋转型靶材在溅射镀膜工艺中的正常使用寿命；同时由于喷涂工艺的具体要求，其所使用的硅粉的纯度不够，进而导致靶材的整体纯度较低进而影响镀膜质量。

另一种工艺是在一个完整的锭型或棒形材料上用掏料装置掏出一个空心管料，通过磨抛加工后将管料绑定在管状金属基材上，该工艺具有生产效率低，生产成本高及由于掏料工艺限制管料长度较短等缺点，成本限制无法得到大范围的推广和应用，制备管状晶体所需设备与工艺必是需要首先解决的问题。目前晶体拉制时以拉制实心棒材为常见形式，但拉制空心管状晶体所使用的加热装置及热场形式也成了解决此项问题的必经之路。因此，如何提供一种用于制备管状晶体材料的加热装置就成了本领域技术人员的长期技术诉求。

【发明内容】

鉴于背景技术中存在的不足，本实用新型公开了一种用于制备管状晶体材料的加热装置，本实用新型通过加热器直接对坩埚做功，减少了热传导路径进而可实现低能耗，可实现布局灵活，便于安装与调节，同时可实现快速的升降温度，提升生产效率等。

为了实现上述发明的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于制备管状晶体材料的加热装置，包括炉室、加热器、坩埚和管状籽晶，在所述炉室内设有坩埚，在坩埚的外围间隔设有加热器，在坩埚的下方设有管状籽晶形成所述的用于制备管状晶体材料的加热装置。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述坩埚包括坩埚外套和坩埚内套，在所述坩埚外套的下端设有坩埚内套，在坩埚外套的内缘面与坩埚内套的外缘面之间设有流料槽。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述流料槽的宽度为0.01mm～10mm。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述坩埚与加热器之间设有过渡套。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述过渡套与加热器之间设有保温外套。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述过渡套与保温外套的上端头设有上盖，过渡套与保温外套的下端头设有底板。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述过渡套与保温外套之间设有保温层。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述加热器的外部设有保温外套。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述加热器为感应加热线圈或电阻加热器。

所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，所述坩埚的上端设有导料管。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过加热器直接或间接对坩埚做功，减少了热传导路径进而可实现低能耗，可实现布局灵活，便于安装与调节，同时可实现快速的升降温度，提升生产效率等，本实用新型涉及的材料选用易于实现，保温层易于确定，亦可实现模块化生产，进而降低材料成本等，本实用新型具有结构简单，生产效率高、成本低、结构设计合理等优点，特别适合大范围的推广和应用。

【附图说明】

图1是本实用新型的第一结构示意图；

图2是本实用新型的第二结构示意图；

图3是本实用新型的第三结构示意图；

图4是本实用新型的第四结构示意图；

在图中：1、炉室；2、导料管；3、加热器；4、坩埚外套；5、多晶硅料；6、坩埚内套；7、流料槽；8、管状籽晶；9、过渡套；10、上盖；11、保温外套；12、底板。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本实用新型；但是，本实用新型并不局限于这些实施例。

首先需要说明的是，本实用新型在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

结合附图1～4所述的一种用于制备管状晶体材料的加热装置，包括炉室1、加热器3、坩埚和管状籽晶8，如图1所示，在所述炉室1内设有坩埚，所述坩埚包括坩埚外套4和坩埚内套6，在所述坩埚外套4的下端设有坩埚内套6，在坩埚外套4的内缘面与坩埚内套6的外缘面之间设有流料槽7，所述流料槽7的宽度为0.01mm～10mm，具体实施时，流料槽7的替换结构为在坩埚内套6的底部或坩埚外套4内缘面的底部设有复数个流料孔，所述流料孔的直径为0.01mm～10mm；进一步，所述坩埚外套4与坩埚内套6可以设置为一体的桶形结构，然后在桶形结构桶底的下面设置向上凹陷的环形凹槽，在环形凹槽的槽底设置复数个贯通至桶形结构桶底上面的孔，由孔和环形凹槽形成流料槽7，或者将坩埚外套4与坩埚内套6设置为分体结构，在坩埚外套4内缘面与坩埚内套6外缘面之间间隔设置复数个连接块使坩埚外套4与坩埚内套6连接为一体；在坩埚的外围间隔设有加热器3，所述加热器3为感应加热线圈或电阻加热器，在坩埚的下方设有管状籽晶8，坩埚的上端设有导料管2形成所述的用于制备管状晶体材料的加热装置。

本实用新型在具体实施时，如图2所示，所述坩埚与加热器3之间设有过渡套9，加热器3直接对过渡套9进行加热，然后通过热辐射对坩埚及坩埚内部的多晶硅料5进行加热，多晶硅料5熔化后形成熔液。

进一步，如图3所示，在所述过渡套9与加热器3之间设有保温外套11，所述过渡套9与保温外套11的上端头设有上盖10，过渡套9与保温外套11的下端头设有底板12。所述过渡套9与保温外套11之间设有保温层，所述保温层为锆砂、氧化铝球、氧化铝空心球等保温材料。加热器3直接对过渡套9进行加热，然后通过热辐射对坩埚及坩埚内部的多晶硅料5进行加热，多晶硅料5熔化后形成熔液。过渡套9也可选用不受磁保温材料，进而可实现加热器3直接对坩埚外套4及坩埚内部的多晶硅料5进行加热。通过上述方案通过设置保温层，可以实现热场的保温效果，进而实现降低能耗的效果。

进一步，如图4所示，所述坩埚与加热器3之间设有过渡套9，在加热器3的外部设有保温外套11，所述过渡套9与保温外套11的上端头设有上盖10，过渡套9与保温外套11的下端头设有底板12。所述过渡套9与保温外套11之间设有保温层，所述保温层为锆砂、氧化铝球、氧化铝空心球等保温材料。加热器3直接对过渡套9进行加热，然后通过热辐射对坩埚及坩埚内部的多晶硅料5进行加热，多晶硅料5熔化后形成熔液。过渡套9也可选用不受磁保温材料，进而可实现加热器3直接对坩埚外套4及坩埚内部的多晶硅料5进行加热。上述方案通过设置保温层，同样可以实现热场的保温效果，进而实现降低能耗的效果。

进一步，还可以在坩埚的外围间隔设有加热器3，在所述加热器3的外部设有保温外套11。

本实用新型在具体实施时，首先炉室1外部的加料装置内的多晶硅料5通过导料管2进入到坩埚内，开启加热器3，加热器3直接或间接对坩埚和坩埚内的多晶硅料5进行加热，待多晶硅料5熔化成熔液后，熔液通过流料槽流7流到管状籽晶8的上端，进而实现管状晶体的制备。

本实用新型未详述部分为现有技术。

为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1.一种用于制备管状晶体材料的加热装置，包括炉室（1）、加热器（3）、坩埚和管状籽晶（8），其特征是：在所述炉室（1）内设有坩埚，在坩埚的外围间隔设有加热器（3），在坩埚的下方设有管状籽晶（8）形成所述的用于制备管状晶体材料的加热装置。

2.如权利要求1所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述坩埚包括坩埚外套（4）和坩埚内套（6），在所述坩埚外套（4）的下端设有坩埚内套（6），在坩埚外套（4）的内缘面与坩埚内套（6）的外缘面之间设有流料槽（7）。

3.如权利要求2所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述流料槽（7）的宽度为0.01mm～10mm。

4.如权利要求1所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述坩埚与加热器（3）之间设有过渡套（9）。

5.如权利要求4所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述过渡套（9）与加热器（3）之间设有保温外套（11）。

6.如权利要求4所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述过渡套（9）与保温外套（11）的上端头设有上盖(10)，过渡套（9）与保温外套（11）的下端头设有底板（12）。

7.如权利要求4所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述过渡套（9）与保温外套（11）之间设有保温层。

8.如权利要求1所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述加热器（3）的外部设有保温外套（11）。

9.如权利要求1所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述加热器（3）为感应加热线圈或电阻加热器。

10.如权利要求1所述的用于制备管状晶体材料的加热装置，其特征是：所述坩埚的上端设有导料管（2）。