CN215713513U - 坩埚下降法中的加热体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的属于熔体单晶生长设备技术领域，具体为坩埚下降法中的加热体,包括炉体，所述炉体的内部固定设置有隔板，所述炉体的内壁上侧固定设置有相对称的上部加热体，所述炉体的内壁中部固定设置有环型加热体，所述炉体的内壁下侧固定设置有相对称的下部加热体，两个所述隔板之间接触设置有挡板，所述挡板的上侧固定设置有坩埚底座，通过升降机构可以带动螺杆转动，从而使调节杆上下移动完成坩埚位置的移动，隔板与挡板的贴合可以隔离热量的传递，保持内部温度的稳定，上部加热体、环型加热体和下部加热体可以根据加热温度的需求进行开启或关闭工作，这样可以针对原料成型的温度条件进行控制，保证加热需要温度的精准度。

Description

坩埚下降法中的加热体

技术领域

本实用新型涉及熔体单晶生长设备技术领域，具体为坩埚下降法中的加热体。

背景技术

坩埚下降法，即Bridgman-Stockbarger法(简称B-S法)是一种重要的熔体单晶生长方法。B-S单晶生长装置一般为两温区、双炉筒生长炉，通过加热元件和炉膛内隔热、保温材料的配置来形成高温熔化区和具有合适温度梯度的结晶区，以达到生长单晶体的目的。由于不同的晶体材料，生长不同尺寸的晶体，要求不同的温场分布，即要求不同的温度梯度与之匹配，因此通常使用的B-S炉都是针对某一种晶体材料的特性和生长尺寸大小而设计定型的，其温场分布不能调节，生长不同材料需要进行不同的生长炉设计。再者，通常使用的B-S生长炉，其温度梯度都不太大，其结晶区一般都位于两炉简中间的缝隙附近，材料结晶时易受外界环境的干扰和空气对流的影响。因此，对于生长熔点较高，需要较大温度梯度的材料，尤其是生长直径较大的晶体时，其固液界面很难稳定，晶体容易产生缺陷，甚至难于获得完整的单晶体。

现有的晶体生长炉大多都是通过单个加热器进行升降温工作，这样在原料成型的过程中需要不断调整内部温度的数值，造成了操作强度高，并且效率低，而且内部温度的不平稳容易造成原料成型的质量，从而降低了生产质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供坩埚下降法中的加热体，以解决上述背景技术中提出的现有的晶体生长炉大多都是通过单个加热器进行升降温工作，这样在原料成型的过程中需要不断调整内部温度的数值，造成了操作强度高，并且效率低，而且内部温度的不平稳容易造成原料成型的质量，从而降低了生产质量的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：坩埚下降法中的加热体,包括炉体，所述炉体的内部固定设置有隔板，所述炉体的内壁上侧固定设置有相对称的上部加热体，所述炉体的内壁中部固定设置有环型加热体，所述炉体的内壁下侧固定设置有相对称的下部加热体，两个所述隔板之间接触设置有挡板，所述挡板的上侧固定设置有坩埚底座，所述坩埚底座的上侧固定设置有坩埚，所述挡板的下侧壁固定设置有坩埚支撑杆，所述坩埚底座的底部且位于坩埚支撑杆的内部固定设置有热电偶，所述坩埚支撑杆的下侧壁固定设置有调节杆，所述调节杆的内部转动设置有螺杆，所述螺杆的下端固定设置有调节升降机构。

优选的，所述热电偶贯穿调节杆和螺杆并延伸至外侧。

优选的，所述上部加热体的外侧设置有温控仪一，所述环型加热体的外侧设置有温控仪二，所述下部加热体的外侧设置有温控仪三。

优选的，所述升降机构包括同步轮一，所述同步轮一的侧壁接触设置有同步带，所述同步带的右侧内壁接触设置有同步轮二，所述同步轮二的上侧固定设置有伺服旋转电机。

优选的，所述炉体的上侧可拆装设置有炉盖。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型结构简单，首先通过升降机构可以带动螺杆转动，从而使调节杆上下移动完成坩埚位置的移动，隔板与挡板的贴合可以隔离热量的传递，保持内部温度的稳定，上部加热体、环型加热体和下部加热体可以根据加热温度的需求进行开启或关闭工作，这样可以针对原料成型的温度条件进行控制，保证加热需要温度的精准度，热电偶可以在控温的过程中监测内部温度的数值，从而提高温度调节的精度；

2)通过分层设置不同加热温度的加热器可以有效的针对不同阶段的加温需求，有效的保证了原料成型的温度精度，同时也避免了反复调节温度的数值，降低了操作强度。

附图说明

图1为本实用新型正面结构示意图。

图中：1炉体、2隔板、3上部加热体、温控仪一、4环型加热体、41温控仪二、5下部加热体、51温控仪三、6挡板、7坩埚底座、8坩埚、9坩埚支撑杆、10热电偶、11调节杆、12螺杆、13升降机构、14同步轮一、15同步带、16同步轮二、17伺服旋转电机、18炉盖。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

实施例：

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：坩埚下降法中的加热体,包括炉体1，所述炉体1的内部固定设置有隔板2，隔板2为圆环形状，所述炉体1的内壁上侧固定设置有相对称的上部加热体3，所述炉体1的内壁中部固定设置有环型加热体4，所述炉体1的内壁下侧固定设置有相对称的下部加热体5，上部加热体3、环型加热体4和下部加热体5可以根据需要温度的不同进行调整，适合不同晶体成型的条件，两个所述隔板2之间接触设置有挡板6，隔板2和挡板6均采用隔热材料，所述挡板6的上侧固定设置有坩埚底座7，所述坩埚底座7的上侧固定设置有坩埚8，所述挡板6的下侧壁固定设置有坩埚支撑杆9，所述坩埚底座7的底部且位于坩埚支撑杆9的内部固定设置有热电偶10，热电偶10可以监测炉体1内部温度的变化，所述坩埚支撑杆9的下侧壁固定设置有调节杆11，所述调节杆11的内部转动设置有螺杆12，所述螺杆12的下端固定设置有调节升降机构13，通过升降机构13转动可以带动调节杆11上下移动，从而带动坩埚支撑杆9上的坩埚底座7上下移动。

其中，所述热电偶10贯穿调节杆11和螺杆12并延伸至外侧，所述上部加热体3的外侧设置有温控仪一31，所述环型加热体4的外侧设置有温控仪二41，所述下部加热体5的外侧设置有温控仪三51，便于控制和调整，所述升降机构13包括同步轮一14，所述同步轮一14的侧壁接触设置有同步带15，所述同步带15的右侧内壁接触设置有同步轮二16，所述同步轮二16的上侧固定设置有伺服旋转电机17，通过伺服旋转电机17的转动可以带动同步轮二16转动，同步轮二16通过同步带15可以带动同步轮一15转动，从而带动螺杆12进行转动，所述炉体1的上侧可拆装设置有炉盖18，便于添料和取料。

工作原理：首先将原料放置在坩埚8的内部，然后盖上炉盖18，启动升降机构13，通过螺杆12转动带动调节杆11向下移动，从而带动坩埚支撑杆9向下移动，使得挡板6与上侧隔板2的侧壁贴合，接着通过温控仪一31控制上部加热体3启动，可以对坩埚8内部的原料进行初步加热，在加热过程中可以通过坩埚底座7下的热电偶10对内部温度进行监控，当初步加热完成后通过升降机构13转动使调节杆11向下移动，使得挡板6与第二层的隔板2侧壁接触，从而使坩埚8与环型加热体4齐平，接着通过温控仪二41控制环型加热体4对坩埚8内部的原料进行进一步加热的工作，同时关闭上部加热体3，完成加热后通过升降机构13带动挡板6下移到底部的隔板2之间，通过下部加热体5对原料进行成型加热工作，同时关闭环型加热体4，从而完成原料成型的工作，在整个加热过程中通过分级加热可以控制每个阶段的加热温度，从而保持加热温度的稳定，提高温度控制的精度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.坩埚下降法中的加热体,包括炉体(1)，其特征在于：所述炉体(1)的内部固定设置有隔板(2)，所述炉体(1)的内壁上侧固定设置有相对称的上部加热体(3)，所述炉体(1)的内壁中部固定设置有环型加热体(4)，所述炉体(1)的内壁下侧固定设置有相对称的下部加热体(5)，两个所述隔板(2)之间接触设置有挡板(6)，所述挡板(6)的上侧固定设置有坩埚底座(7)，所述坩埚底座(7)的上侧固定设置有坩埚(8)，所述挡板(6)的下侧壁固定设置有坩埚支撑杆(9)，所述坩埚底座(7)的底部且位于坩埚支撑杆(9)的内部固定设置有热电偶(10)，所述坩埚支撑杆(9)的下侧壁固定设置有调节杆(11)，所述调节杆(11)的内部转动设置有螺杆(12)，所述螺杆(12)的下端固定设置有调节升降机构(13)。

2.根据权利要求1所述的坩埚下降法中的加热体，其特征在于：所述热电偶(10)贯穿调节杆(11)和螺杆(12)并延伸至外侧。

3.根据权利要求1所述的坩埚下降法中的加热体，其特征在于：所述上部加热体(3)的外侧设置有温控仪一(31)，所述环型加热体(4)的外侧设置有温控仪二(41)，所述下部加热体(5)的外侧设置有温控仪三(51)。

4.根据权利要求1所述的坩埚下降法中的加热体，其特征在于：所述升降机构(13)包括同步轮一(14)，所述同步轮一(14)的侧壁接触设置有同步带(15)，所述同步带(15)的右侧内壁接触设置有同步轮二(16)，所述同步轮二(16)的上侧固定设置有伺服旋转电机(17)。

5.根据权利要求1所述的坩埚下降法中的加热体，其特征在于：所述炉体(1)的上侧可拆装设置有炉盖(18)。

Images