[發明專利]可容納多個水熱釜的水熱法晶體生長爐

無效

• 申請號: 201210032466.0
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102534747A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 黃豐;林文文;陳達貴;黃順樂;黃嘉魁;林鐘潮
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐的研制，屬于水熱法生長晶體相關技術設備領域。

背景技術

水熱法生長晶體是指：將礦化劑溶液倒入水熱釜，水熱釜中的帶孔擋板將水熱釜內襯隔成兩個區域，下區域稱為溶解區，放置水熱生長培養料，上區域稱為生長區，放置籽晶，通過控溫技術，使得溶解區處于高溫狀態，而生長區處于低溫狀態，這樣溶解區的飽和溶液通過擋板上的小孔輸運到生長區，由于溫度降低，飽和溶液變為過飽和溶液，過飽和的部分將析出在籽晶上，使得籽晶不斷長大。

目前傳統的水熱晶體生長爐存在兩大缺陷，其一是爐膛管只能放置一個水熱釜，因此存在生長效率較低和能耗較大的問題，其二是上加熱區和下加熱區存在溫度干涉問題，常常導致上下加熱區控溫精度的下降。因此，如果開發出一種可放置多個水熱釜的晶體生長爐，

將在節能環保的同時大幅度提高生長效率。但開發這種設備存在的難題在于：如何才能保證所有的水熱釜的控溫準確性？如何才能防止上加熱區和下加熱區之間的溫度干涉？

為了提高水熱釜的控溫準確性，本發明擬采用熱導性非常好的石墨材料來做爐膛管，為了防止或減少上下加熱區的溫度干涉，本發明擬在上加熱爐絲和下加熱爐絲之間水平安放一塊環形的隔溫板，隔溫板材料采用熱導性很差的保溫材料。

發明內容

本發明提供了一種可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐，其特點在于單個晶體生長爐內可以容納多個水熱釜，并使用隔溫板來防止水熱設備中上下加熱區的溫度干涉，結構簡單，控溫準確，節能環保。本發明采用如下技術方案：包括：石墨爐膛，隔溫板，加熱電爐絲，控溫裝置，頂部保溫蓋，保溫填料和殼體。其特征在于：使用熱導系數很高的石墨做爐膛管，這種爐膛管可以容納多個水熱釜，爐膛管外圍有加熱器以及測溫控溫系統，加熱器使用電爐絲、硅碳棒或者硅鉬棒材料。保溫填料填充在保溫板和爐膛管之間，保溫填料為膨脹珍珠巖。保溫板緊挨在爐殼內壁，隔溫板放置于上下加熱區之間，保溫板和隔溫板都采用硅酸鋁，硅酸鈣，氧化鎂，氧化鈹，氧化鋯，碳化硅中的一種或者任意幾種。殼體由3mm后的鋼板制成。測溫和控溫系統采用熱電偶和控溫儀組合。

可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐使用步驟包括：

1.將多個水熱釜放置于石墨爐膛管內，蓋上頂部保溫蓋。

2.將上控溫和下控溫熱電偶插入石墨爐膛管內。

3.設置控溫程序，經過6小時的升溫，上加熱區和下加熱區到達保溫溫度，下加熱區的溫度高于上加熱區。

4.經過了一定的保溫時間，設置降溫程序，讓爐體冷卻到室溫。

5.打開頂部保溫蓋，吊出水熱釜。

附圖說明

附圖1為可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐主視圖。其中1為殼體，2為上加熱爐絲，3為保溫板，4為上加熱區熱電偶，5為水熱釜，6為下加熱爐絲，7為下加熱區熱電偶，8為石墨爐膛管。

附圖2為可容納多個水熱釜的新型水熱法晶體生長爐俯視圖。其中1為殼體，2為保溫板，3為石墨爐膛管，4為水熱釜，5為保溫填料，6為隔熱板。

具體實施方式

實例1：

1.將1mol/L的氫氧化鋰水熱礦化劑，氧化鋅培養料和氧化鋅籽晶放入水熱釜內。

2.將多個密封好的水熱釜放置于石墨爐膛管孔洞內，蓋上頂部保溫蓋。

3.將上控溫和下控溫熱電偶插入石墨爐膛管內進行測溫。

4.設置控溫程序，經過6小時的升溫，上加熱區和下加熱區分別到達400攝氏度和450攝氏度的保溫溫度。

5.經過了14天的保溫生長時間，設置降溫程序，讓爐體和高壓釜冷卻到室溫。

6.打開頂部保溫蓋，吊出多個水熱釜。

7.打開水熱釜，可以獲取生長層厚度為2mm后的氧化鋅單晶。

實例2：

1.將3mol/L的氫氧化鈉礦化劑，石英培養料和水晶籽晶放入水熱釜內。

2.將多個密封好的水熱釜放置于石墨爐膛管孔洞內，蓋上頂部保溫蓋。

3.將上控溫和下控溫熱電偶插入石墨爐膛管內進行測溫。

4.設置控溫程序，經過12小時的升溫，上加熱區和下加熱區分別到達400攝氏度和440攝氏度的保溫溫度。

5.經過了30天的保溫生長時間，設置降溫程序，讓爐體和高壓釜冷卻到室溫。

6.打開頂部保溫蓋，吊出多個水熱釜。

7.打開水熱釜，可以獲取生長層厚度為2cm后的水晶單晶。

應該指出以上所述的實施實例只是用2個例子來說明本發明，它不應是對本發明的限制，同時熟悉該技術的都知道，對本發明可以進行在文中沒有描述的各種改進，而這些改進都不會偏離本專利的精神和范圍。