CN213171483U - 一种真空气相沉积炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空气相沉积炉，包括：反应室，用于为待反应物质提供反应环境；钟罩型收集器，罩设于反应室的外周部、用于使气体冷凝并收集气体冷凝之后的产物，且设置有扩散孔；炉盖，罩设于钟罩型收集器的外周部，使炉盖内形成密闭空间；抽真空口，设置于炉盖，用于在抽真空时使炉盖内空间的气体流出。在抽真空口处进行抽真空操作，待反应物质反应过程中产生的气体由出气孔出来之后，会沿着钟罩型收集器的内壁流动并冷凝，被钟罩型收集器收集，钟罩型收集器内的空气会流动至扩散孔，由于扩散孔与出气孔错位设置，因此气体在流动的过程中需要改变方向，流动路线为非直线，避免了气体直接被抽走，从而提高了真空气相沉积炉的收料率。

Description

一种真空气相沉积炉

技术领域

本实用新型涉及氧化亚硅生产设备技术领域，更具体地说，涉及一种真空气相沉积炉。

背景技术

由于光学镀膜材料氧化亚硅制备工艺的特殊性，需要在真空和高温的条件下使原材料反应生成气态产物，然后迅速冷凝收集，常见的真空高温炉无法满足该工艺需求，市场上亦无现成的成熟设备流通。由于光学镀膜材料市场较小，目前行业里知名生产厂家技术依旧停留在几十年前的水平，设备也是几十年前的设计然后专门定制的，操作不便，产量低，收料率低。

现有技术中在制备氧化亚硅的过程中，高温加热之后的气体的流动线路一般为直线，容易使部分气体流失，降低收料率；或者是设置大型的窑炉，反应速度慢，延长反应时间之后使杂质增加；或者是采用螺旋进料方式，虽然可以保证连续上料，但是粉状原料相互之间具有间隙，严重影响反应速率。

综上所述，如何提供一种可以提高收料率的真空气相沉积炉，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种真空气相沉积炉，通过将收集器设置为钟罩式结构，使气体由反应室内出来之后能够沿曲线流动，减少了气体的流失，保证了收料率，同时相比于传统的管式炉，本实用新型所提供的真空气相沉积炉更容易将设备做大，可以有效提高产能。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种真空气相沉积炉，包括：

反应室，用于为待反应物质提供反应环境，且设置有用于使所述待反应物质反应之后的气体排出的出气孔；

钟罩型收集器，罩设于所述反应室的外周部、用于使所述气体冷凝并收集所述气体冷凝之后的产物，且设置有与所述出气孔错位设置、以控制气体流动方向的扩散孔；

炉盖，罩设于所述钟罩型收集器的外周部，使所述炉盖内形成密闭空间；

抽真空口，设置于所述炉盖，用于对所述炉盖内的空间进行抽真空操作。

优选的，所述炉盖的侧壁底部设置有至少一个抽真空口。

优选的，还包括设置于所述钟罩型收集器下部的支撑部件，所述支撑部件设置有用于与所述抽真空口对应的所述扩散孔。

优选的，所述炉盖的顶部设置有至少一个抽真空口。

优选的，所述炉盖的侧壁上部设置有至少一个抽真空口。

优选的，所述扩散孔设置于所述钟罩型收集器的底部边缘。

优选的，所述反应室还包括设置于其上部开口的保温盖，所述保温盖设置有至少一个出气孔。

优选的，所述反应室的侧壁设置有加热保温层、以维持所述待反应物质的反应温度。

优选的，所述炉盖内设置有用于降温的冷却水。

在使用本实用新型所提供的真空气相沉积炉的过程中，首先可以将待反应物质放置于反应室，可以是先将待反应物质放置于坩埚，再将坩埚放置于反应室，也可以将待反应物质直接放置于反应室，具体根据实际情况确定；反应室为待反应物质的反应提供所需的环境，在待反应物质反应的过程中，会有气体排出，气体由出气孔排出之后，会进入钟罩型结构与反应室所围成的空间内，并在钟罩型收集器冷凝，冷凝之后的产物被收集器收集。

在抽真空口的抽真空操作下，真空气相沉积炉中的气体由出气孔出来之后，会沿着钟罩型收集器的内壁流动至扩散孔，在沿着钟罩型收集器的内壁流动的过程中，待反应物质反应产生的气体冷凝之后被收集，其余气体继续扩散至扩散孔，由于扩散孔与出气孔错位设置，因此气体在流动的过程中需要改变方向，流动路线为非直线，避免了气体直接被抽走，从而提高了真空气相沉积炉的收料率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例二的结构示意图；

图3为图2中所示的真空气相沉积炉的气体流动方向示意图；

图4为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例三的结构示意图；

图5为保温盖的俯视示意图；

图6为钟罩型收集器的侧视图。

图1-6中：

1为反应室、11为保温盖、111为出气孔、12为加热保温层、2为钟罩型收集器、21为扩散孔、3为炉盖、31为抽真空口、32为冷却水、4为支撑部件。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种真空气相沉积炉，通过将收集器设置为钟罩式结构，使气体由反应室内出来之后能够沿曲线流动，减少了气体的流失，保证了收料率。

请参考图1-6，图1为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例一的结构示意图；图2为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例二的结构示意图；图3为图2中所示的真空气相沉积炉的气体流动方向示意图；图4为本实用新型所提供的真空气相沉积炉的具体实施例三的结构示意图；图5为保温盖的俯视示意图；图6为钟罩型收集器的侧视图。

本具体实施例提供的真空气相沉积炉包括：

反应室1，用于为待反应物质提供反应环境，待反应物质可以是硅和二氧化硅的混合物，也可以是工艺相似的其它材料的生产制备，或者在氧化亚硅制备反应物中再掺杂其他物质对氧化亚硅进行改性等；且设置有用于使混合物反应之后的气体排出的出气孔111；钟罩型收集器2，罩设于反应室1的外周部、用于使气体冷凝并收集气体冷凝之后的产物，且设置有与出气孔111错位设置、以控制气体流动方向的扩散孔21；炉盖3，罩设于钟罩型收集器2的外周部，使炉盖3内形成密闭空间；抽真空口31，设置于炉盖3，用于抽真空操作时使炉盖3内空间的气体流出。

需要进行说明的是，硅和二氧化硅在一定的温度环境下才会发生反应产生气体，优选的，可以在反应室1的侧壁设置加热保温层12、以维持混合物所需的反应温度。

本具体实施例中提到的扩散孔21与出气孔111错位设置，是指气体由出气孔111出来之后，需要改变流动方向才可以由扩散孔21进一步扩散，使气体的流动路径为曲线或折线，从而可以避免气体由出气孔111流出之后直接由扩散孔21排出，提高收料率。

在使用本具体实施例所提供的真空气相沉积炉的过程中，首先可以将硅与二氧化硅的混合物放置于反应室1，可以是先将混合物放置于坩埚，再将坩埚放置于反应室1，也可以将混合物直接放置于反应室1，具体根据实际情况确定；反应室1为混合物的反应提供所需的环境，在混合物反应的过程中，会有气体排出，气体由出气孔111排出之后，会进入钟罩型结构与反应室1所围成的空间内，并在钟罩型收集器2冷凝，冷凝之后的产物被收集器收集。

在抽真空口31处进行抽真空操作，气体由出气孔111出来之后，会沿着钟罩型收集器2的内壁流动至扩散孔21，由于扩散孔21与出气孔111错位设置，因此气体在流动的过程中需要改变方向，流动路线为非直线，避免了气体直接被抽走，从而提高了真空气相沉积炉的收料率。

在上述实施例的基础上，如图1所示，可以在炉盖3的侧壁底部设置至少一个抽真空口31。

优选的，可以设置四个抽真空口31，且四个抽真空口31沿炉盖3的周向均匀分布。

在制备二氧化亚硅的过程中，为了使尽可能多的气体能够在钟罩型收集器2进行冷凝，并被钟罩型收集器2收集，可以将扩散孔21设置于钟罩型收集器2的底部，如图6所示，扩散孔21的数量可以是一个，也可以是多个，具体根据实际情况确定，优选的，扩散孔21沿钟罩型收集器2的周向均匀分布，以使周向各个方向的气体均可以扩散。

在使用的过程中，可以在反应室1设置保温盖11，保温盖11设置于反应室1的上部开口处，且保温盖11设置有至少一个出气孔111。

混合物反应之后的气体由出气孔111排出，气体出来之后遇见钟罩型收集器2，且由于钟罩型收集器2的扩散孔21在底部，因此气体会沿着钟罩型收集器2的内壁流动，在流动的过程中，由于钟罩型收集器2的温度较低，会使气体发生冷凝，冷凝之后的产物被钟罩型收集器2收集。

在本实施例中由于在炉盖3侧壁底部设置有抽真空口31，因此可以使使钟罩型收集器2内的气体不断的流动，并为混合物所产生气体的流动速度提供动力。

为了使钟罩型收集器2保持相对较低的温度，使混合物所产生的气体能够在钟罩型收集器2的内壁顺利冷凝，可以将钟罩型收集器2设置为可自降温的设备，例如设置为插电式结构，在内部设置制冷设备。

优选的，可以在炉盖3内设置用于降温的冷却水32，冷却水32使炉盖3内的与钟罩型收集器2之间的空间的温度降低，从而为钟罩型收集器2降温，使钟罩型收集器2保持在所需的温度。

在上述实施例的基础上，当钟罩型收集器2没有设置扩散孔21的情况下，可以在钟罩型收集器2的下部设置支撑部件4，且支撑部件4设置有用于与抽真空口31对应的扩散孔21。

在使用的过程中，由于抽真空口31设置于炉盖3的侧壁的底部，因此支撑部件4的设置，可以使气体可以由扩散孔21顺利的排出。

本申请文件中提到的，扩散孔21可以是设置于支撑部件4中，也可以将支撑部件4设置为分体式结构，相邻的支撑部件4之间的间隙形成扩散孔21。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的扩散孔21设置于钟罩型收集器2，是指扩散孔21可以直接设置于钟罩型收集器2，也可以设置于与钟罩型收集器2配合使用的结构中。

需要进行说明的是，在使用的过程中，可以使一个抽真空口31与一个抽真空设备对应，也可以使多个个抽真空口31与一个抽真空设备对应，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，还可以在炉盖3的顶部设置至少一个抽真空口31。

优选的，抽真空口31设置于炉盖3顶部的正中心位置。

如图3所示，为本具体实施例所示状态下气体的流动方向示意图，在使用的过程中，混合物反应所产生的气体由出气孔111排出，排出的气体沿着钟罩型收集器2的内壁流动，并由钟罩型收集器2的底部的扩散孔21扩散出来，在抽真空口31处抽真空设备的作用下，气体继续向顶部的抽真空口31流动。

在上述实施例的基础上，可以在炉盖3侧壁的上部设置至少一个抽真空口31。

优选的，可以将抽真空口31设置于炉盖3的侧壁与顶部的接触位置。

优选的，设置有多个抽真空口31，且多个抽真空口31沿炉盖3的周向均匀分布。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的真空气相沉积炉中的炉侧壁可以与炉底部做成一体式结构，仅顶部炉顶盖进行开启关闭；也可以将顶部炉顶盖和侧壁做成一体式结构，形成钟罩式结构，进行开启关闭；当然还可以是其它符合要求的结构，在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的真空气相沉积炉进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种真空气相沉积炉，其特征在于，包括：

反应室(1)，用于为待反应物质提供反应环境，且设置有用于使所述待反应物质反应之后的气体排出的出气孔(111)；

钟罩型收集器(2)，罩设于所述反应室(1)的外周部、用于使所述气体冷凝并收集所述气体冷凝之后的产物，且设置有与所述出气孔(111)错位设置、以控制气体流动方向的扩散孔(21)；

炉盖(3)，罩设于所述钟罩型收集器(2)的外周部，使所述炉盖(3)内形成密闭空间；

抽真空口(31)，设置于所述炉盖(3)，用于抽真空操作时使所述炉盖(3)内空间的气体流出。

2.根据权利要求1所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述炉盖(3)的侧壁底部设置有至少一个抽真空口(31)。

3.根据权利要求2所述的真空气相沉积炉，其特征在于，还包括设置于所述钟罩型收集器(2)下部的支撑部件(4)，所述支撑部件(4)设置有用于与所述抽真空口(31)对应的所述扩散孔(21)。

4.根据权利要求1所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述炉盖(3)的顶部设置有至少一个抽真空口(31)。

5.根据权利要求1所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述炉盖(3)的侧壁上部设置有至少一个抽真空口(31)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述扩散孔(21)设置于所述钟罩型收集器(2)的底部边缘。

7.根据权利要求1-5任一项所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述反应室(1)还包括设置于其上部开口的保温盖(11)，所述保温盖(11)设置有至少一个出气孔(111)。

8.根据权利要求7所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述反应室(1)的侧壁设置有加热保温层(12)、以维持所述待反应物质的反应温度。

9.根据权利要求1-5任一项所述的真空气相沉积炉，其特征在于，所述炉盖(3)内设置有用于降温的冷却水(32)。

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