[實用新型]晶體生長原料處理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620045840.0
• 申請日: 2006-09-15
• 公開（公告）號: CN200961153Y
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 萬尤寶;劉俊星
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興學院;嘉興市晶英光電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/32
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李蘭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種原料處理系統(tǒng)，具體涉及一種晶體生長原料處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鎢酸鉛閃爍晶體是一種在高能物理和正電子單層掃描儀(PET)以及X-CT等核成像設備中有廣泛用途的晶體，比較成功的批量生長鎢酸鉛晶體的方法是在密閉坩堝中采用多坩堝下降法或者是多坩堝溫度梯度法生長鎢酸鉛及其摻雜改性晶體。這些晶體生長方法法中都遇到需要在氧化氣氛中對生長原料預熔化處理，這樣會帶來明顯好處：生長的原料在進入生長坩堝之前就能夠充分混合；原料在晶體生長過程中整個固體包括生長好的晶體、熔體和未熔化的原料與生長晶體前的原料在生長坩堝中體積不會發(fā)生明顯變化，否則如果在晶體生長過程中固體體積明顯減小會使生長原料上方的空間變大，氣壓減小，導致生長熔體中PbO和WO₃等非化學計量揮發(fā)加劇，嚴重影響晶體生長質(zhì)量。

發(fā)明專利“鎢酸鉛(PbWO₄)閃爍大單晶的坩堝下降法生長”(申請?zhí)?4114075.X)中描述了一種在氧化氣氛中進行鎢酸鉛晶體原料預處理的方法。這種方法是在化料爐中通入氧氣，防止原料中PbO和WO₃等非化學計量揮發(fā)，熔化后的原料恒溫半小時后趁熱快速傾倒入生長坩堝中，冷卻后形成多晶料錠。該發(fā)明中原料處理系統(tǒng)存在以下不足之處：其一是向整個化料爐通入氧氣，并且在1200℃高溫恒溫半小時，在實際操作中十分困難，通常用來加熱化料的馬福爐不能夠保證密閉不漏氣，因此通入的氧氣在高溫時會大量逸出化料的爐膛，不能夠完全達到防止熔體原料非化學計量揮發(fā)的目的，而且要是爐膛中通入的氧氣抑制原料中組分非化學計量揮發(fā)，原料在熔化過程中必須敞開，隨著爐膛中氧氣的大量逸出，原料中組分揮發(fā)會出現(xiàn)并且加快，使熔體中原料偏離化學計量比，影響晶體生長質(zhì)量，并且導致嚴重的環(huán)境污染；其二是在熔化后的原料轉(zhuǎn)移過程中，該發(fā)明是在原料熔化后恒溫一段時間后在高溫打開爐門，用坩堝鉗夾住化料坩堝，快速移動坩堝到生長坩堝附近，將原料迅速傾倒入生長坩堝中，生長坩堝有襯模固定，大部分浸入水中，使熔料能夠快速冷卻，這樣在原料轉(zhuǎn)移過程中出現(xiàn)大量組分非化學計量揮發(fā)，特別是原料中有揮發(fā)性特別強的摻雜組份如PbF₂時情況更為嚴重，大量的非化學計量揮發(fā)導致原料一定程度偏離化學計量組成，并且產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染，而且這種操作嚴重依賴操作工人的熟練程度，任何的延遲都會導致明顯的后果，操作失誤會帶來燙傷等工傷事故，危害人身安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中原料處理系統(tǒng)所存在上述缺陷，提供一種安全的晶體生長原料處理系統(tǒng)，它所采用的技術(shù)方案是：一種晶體生長原料處理系統(tǒng)，包括由爐殼、爐壁、置于爐壁內(nèi)的發(fā)熱體、爐膛和爐門組成的加熱爐，與加熱爐電連接的溫控裝置，置于爐膛內(nèi)的帶密封蓋的化料坩堝，以及坩堝支撐架，還包括化料坩堝底部下部設置的與化料坩堝一體的下料管，下料管上的開關(guān)和開關(guān)旋桿，以及坩堝支撐架上的上部與化料坩堝下料管能夠自然緊密配合的生長坩堝。

為了使化料混合均勻，發(fā)熱體在爐壁內(nèi)的設置是不對稱的，而且爐膛周圍保溫磚爐壁厚度不同。

在處理揮發(fā)性原料時，為防止化料過程中組分揮發(fā)影響原料處理質(zhì)量，化料坩堝上部設置有氣嘴，氣嘴上設置有進出氣開關(guān)。這樣可以在化料前先對化料坩堝抽真空，然后充入保護性氣體。

本實用新型的有益效果是：由于整個原料處理過程在密閉環(huán)境中進行，適宜于有揮發(fā)性原料的預處理，不會有氣體逸出對環(huán)境造成污染；化料過程可以通入保護氣體，適用于有毒氣體揮發(fā)的原料處理；整個原料轉(zhuǎn)移過程安全可靠，不會出現(xiàn)嚴重工傷事故。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示：本實用新型包括包括由爐殼1、爐壁2、置于爐壁內(nèi)的發(fā)熱體3、爐膛4和爐門5組成的加熱爐6，與加熱爐6連接的溫控裝置7，置于爐膛內(nèi)的帶密封蓋8的化料坩堝9，以及坩堝支撐架10，還包括化料坩堝底部設置的與化料坩堝一體的下料管11，下料管上的開關(guān)12和開關(guān)旋桿13，以及坩堝支撐架上的上部與化料坩堝下料管能夠自然緊密配合的生長坩堝14。發(fā)熱體在爐壁內(nèi)的設置是不對稱的，而且爐膛周圍保溫磚爐壁厚度不同；化料坩堝上部設置有氣嘴15，氣嘴上設置有進出氣開關(guān)16；本實施例中發(fā)熱體可以采用硅碳棒或硅鉬棒。

本實用新型不僅可以使用于不需要在密閉體系中化料的晶體生長原料預處理，更適于化料過程中有毒氣體揮發(fā)的晶體原料原料處理。