CN214458447U - 晶体生长装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种晶体生长装置，其包括坩埚组件、模具组件和多个籽晶杆，坩埚组件包括坩埚、坩埚盖和连接杆，坩埚盖盖设在坩埚的上端并设有上下贯通的通孔，连接杆的下端连接于坩埚盖；模具组件设置于坩埚中，模具组件的上端从通孔伸出，模具组件包括两个导板和至少一个隔板，两个导板沿宽度方向相对且间隔有间隙，隔板设置于间隙中，隔板将间隙分隔成多个通道；多个籽晶杆悬设于通孔的上方，各籽晶杆对应一个通道。本公开的晶体生长装置，能够直接生产出尺寸符合要求的晶条，避免了对晶条再次进行切割等尺寸加工，提高了产品的利用率，避免了原料的浪费。

Description

晶体生长装置

技术领域

本公开涉及化工技术领域，尤其涉及一种晶体生长装置。

背景技术

硅酸钇镥(LYSO)闪烁晶体是一种综合性能优异的无机闪烁晶体，具有密度高、光产额高、发光衰减时间短、对γ射线阻止能力强、物化性能稳定、在空气中不潮解等优点，在核医学成像、核探测、安全检查等领域有重要的应用，近年来得到广泛的研究。

LYSO晶体在使用过程中，需要根据需要加工成厚度只有几毫米的六面体小晶条。提拉法生长的晶体为圆柱状晶体，需要经过切割才成为需要尺寸的六面体小晶条，而由圆柱状晶体加工成六面体晶条过程会造成较高的加工损耗，圆柱状晶体利用率只有30％左右，造成原料极大的浪费，增加了加工成本。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种晶体生长装置，其生产出的晶条除引晶方向之外的尺寸均符合使用需求，避免对晶条在除引晶方向之外的方向上进行切割来加工出所需要的尺寸，提高产品的利用率，避免原料的浪费，降低生产成本。

为了实现上述目的，本公开提供了一种晶体生长装置，其包括坩埚组件、模具组件和多个籽晶杆，坩埚组件包括坩埚、坩埚盖和连接杆，坩埚盖盖设在坩埚的上端并设有上下贯通的通孔，连接杆的下端连接于坩埚盖；模具组件设置于坩埚中，模具组件的上端从通孔伸出，模具组件包括两个导板和至少一个隔板，两个导板沿宽度方向相对且间隔有间隙，隔板设置于间隙中，隔板将间隙分隔成多个通道；多个籽晶杆悬设于通孔的上方，各籽晶杆对应一个通道。

在一实施例中，沿高度方向，相对设置的两个导板的顶端形成朝向间隙凹入的凹槽，隔板沿高度方向延伸至凹槽。

在一实施例中，沿宽度方向，所述间隙为0.5mm-1mm。

在一实施例中，模具组件设置为多个并沿宽度方向并排布置。

在一实施例中，所述晶体生长装置还包括加热器，加热器设置于坩埚盖的上方并围绕在模具组件的外周。

在一实施例中，所述晶体生长装置还包括支撑座，支撑座支撑在坩埚的下端并用于带动坩埚上下移动。

在一实施例中，坩埚的径高比为3:2-3:1。

在一实施例中，所述晶体生长装置还包括晶体生长炉，坩埚组件和模具组件设置于晶体生长炉中。

本公开的有益效果：本公开的晶体生长装置，生产出的晶条除引晶方向之外的尺寸均符合使用需求，避免了对晶条在除引晶方向之外的方向上进行切割来加工出所需要的尺寸，提高了产品的利用率，避免了原料的浪费，降低了生产成本；此外，生产出的晶条分凝系数接近于1，闪烁性能均匀。

附图说明

图1是根据本公开的晶体生长装置的分解图。

图2是图1的组装图。

图3是图1中的模具组件的立体图。

图4是图3的部分的主视图。

其中，附图标记说明如下：

1坩埚组件 23间隙

11坩埚 231通道

12坩埚盖 24凹槽

121通孔 3加热器

13连接杆 H高度方向

2模具组件 W宽度方向

21导板 L长度方向

22隔板

具体实施方式

附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。

本公开的晶体生长装置用于生长具有一定尺寸的晶条，即，晶条的长度方向和宽度方向尺寸为晶条应用时所需的尺寸，无需再次对长度方向和宽度方向进行切割加工。需要说明的是，晶条的引晶方向是指籽晶杆提拉晶条的方向，即高度方向H。如图1和图2所示，根据本公开的晶体生长装置包括晶体生长炉(未示出)、坩埚组件1、模具组件2和多个籽晶杆(未示出)。

坩埚组件1设置于晶体生长炉中。坩埚组件1包括坩埚11、坩埚盖12和连接杆13。连接杆13的上端连接于晶体生长炉，连接杆13的下端连接于坩埚盖12。坩埚盖12盖设在坩埚11的上端并设有上下贯通的通孔121。坩埚盖12悬挂在连接杆13的下端，当晶体生长完后、下降坩埚11时，坩埚盖12受到连接杆13的支撑固定不动，避免了晶体生长后坩埚盖12与坩埚11粘连、不易分离的问题。

晶体生长装置还包括支撑座，支撑座支撑在坩埚11的下端并用于带动坩埚11上下移动。坩埚用于盛放晶体原料并将原料熔化。在一实施例中，晶体原料为硅酸钇镥。当加料时，支撑座向下运动，带动坩埚11下降，使得坩埚11与坩埚盖12分离，然后可以将晶体原料加入到坩埚11内。然后需先将坩埚11内的原料全部熔化，支撑座再向上运动，使坩埚11上升并与坩埚盖12接触。由此，坩埚11通过支撑座实现了上下运动；此外，坩埚11原料完全熔化再上升的步骤，能够实现坩埚11加料量的最大化。

在一实施例中，坩埚11的直径与高度的比值为3:2-3:1，这一比例既能够保证坩埚11承载足够的原料，又能够防止坩埚11的高度过高而不能将原料全部拉光，有效地保证原料被全部拉光。

如图1至图4所示，模具组件2设置于坩埚11中，模具组件2的上端从通孔121伸出。模具组件2包括两个导板21和至少一个隔板22，两个导板21沿宽度方向W相对且间隔有间隙23。导板21从通孔121伸出。至少一个隔板22设置于间隙23中，隔板22将间隙23分隔成多个通道231。各通道231的宽度(是指宽度方向W的尺寸)设置成与晶条的宽度相同，各通道231的长度(是指长度方向L的尺寸)设置成与晶条的长度相同。在一实施例中，模具组件2设置为多个并沿宽度方向W并排布置，从而可以同时生长多个晶条，提高晶体生长装置的生长效率。

多个籽晶杆悬设于通孔121的上方，各籽晶杆对应一个通道231。

在根据本公开的晶体生长装置中，坩埚11内的原料加热融化后，通过间隙23的毛细现象，可从导板21底部缓慢上升至导板21的顶部，在导板21顶部悬设籽晶杆，便可实现硅酸钇镥单晶的导模法生长，而隔板22将间隙23分隔成多个通道231，通道231用于生长一定尺寸的晶条，即，通道231的尺寸设置成与所需的晶条的对应尺寸相同，由此，隔板22的设计，使得通过导模法生长出的晶条除引晶方向之外的尺寸均符合使用需求，避免了对晶条在除引晶方向之外的方向上进行切割来加工出所需要的尺寸，提高了产品的利用率，避免了原料的浪费，降低了生产成本；此外，生产出的晶条分凝系数接近于1，闪烁性能均匀。

如图3和图4所示，沿高度方向H，相对设置的两个导板21的顶端形成朝向间隙23凹入的凹槽24，隔板22沿高度方向H延伸至凹槽24。凹槽24的设计保证了熔融液面流动汇聚平缓温和，有利于晶体的生长。

在一实施例中，沿宽度方向W，间隙23的尺寸为0.5mm-1mm，进一步地，间隙23的尺寸为0.7mm-1mm。具体地，沿宽度方向W，间隙23的宽度等于所需晶条的宽度。在一实施例中，沿长度方向L，各通道231的长度等于所需晶条的长度。需要说明的是，籽晶杆在引晶过程中需要将坩埚11内的全部原料拉光，由此，生长的晶条的高度需要根据坩埚11内的原料量来确定，为了满足所需晶条的高度，可以对生长完成的晶条沿高度方向切割成所需要的尺寸，从而使得晶条的各个方向的尺寸达到使用标准。

所述晶体生长装置还包括加热器3，加热器3设置于坩埚盖12的上方并围绕在模具组件2的外周。加热器3的设置能够为生长出的晶体提供保温作用，避免生长出的晶体由于应力过大而开裂的问题。

下面说明利用本公开的晶体生长装置生长硅酸钇镥晶体的生长方法。

步骤1：将模具组件2装入坩埚11中；步骤2：下降坩埚11，使得坩埚11与坩埚盖12分离，将硅酸钇镥晶体原料装入坩埚11中；步骤3：对坩埚11升温以将坩埚11内的硅酸钇镥原料熔化，待原料完全熔化后上升坩埚11并与坩埚盖12接触；步骤4：开始提拉，直到原料完全拉光；步骤5：下降坩埚11，使坩埚盖12与坩埚11分离，从而完成硅酸钇镥晶体的生长，经检测，制备出的硅酸钇锗晶体无开裂、气泡、散射等缺陷，闪烁性能均匀。

Claims (8)

1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括坩埚组件(1)、模具组件(2)和多个籽晶杆，

坩埚组件(1)包括坩埚(11)、坩埚盖(12)和连接杆(13)，坩埚盖(12)盖设在坩埚(11)的上端并设有上下贯通的通孔(121)，连接杆(13)的下端连接于坩埚盖(12)；

模具组件(2)设置于坩埚(11)中，模具组件(2)的上端从通孔(121)伸出，模具组件(2)包括两个导板(21)和至少一个隔板(22)，两个导板(21)沿宽度方向(W)相对且间隔有间隙(23)，隔板(22)设置于间隙(23)中，隔板(22)将间隙(23)分隔成多个通道(231)；

多个籽晶杆悬设于通孔(121)的上方，各籽晶杆对应一个通道(231)。

2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，

沿高度方向(H)，相对设置的两个导板(21)的顶端形成朝向间隙(23)凹入的凹槽(24)，

隔板(22)沿高度方向(H)延伸至凹槽(24)。

3.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，沿宽度方向(W)，所述间隙(23)为0.5mm-1mm。

4.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，模具组件(2)设置为多个并沿宽度方向(W)并排布置。

5.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括加热器(3)，加热器(3)设置于坩埚盖(12)的上方并围绕在模具组件(2)的外周。

6.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括支撑座，支撑座支撑在坩埚(11)的下端并用于带动坩埚(11)上下移动。

7.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，坩埚(11)的径高比为3:2-3:1。

8.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括晶体生长炉，坩埚组件(1)和模具组件(2)设置于晶体生长炉中。

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