[實(shí)用新型]一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320872381.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN203795018U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于海群;錢梅仙;汪傳勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇蘇博瑞光電設(shè)備科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/20
• 分類號(hào): C30B29/20;C30B15/34;C30B15/14
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本設(shè)計(jì)涉及導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，屬于藍(lán)寶石生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

藍(lán)寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al₂O₃)的單晶，又稱為剛玉。藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛的應(yīng)用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強(qiáng)度激光的窗口材料。?

藍(lán)寶石具有熔點(diǎn)高（2045℃）、導(dǎo)熱好、硬度高、電絕緣性好、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕、透光波段寬等特點(diǎn)，被廣泛用于手機(jī)屏幕、鏡面等民用設(shè)備，并被應(yīng)用于導(dǎo)彈整流罩、直升機(jī)軸等軍工企業(yè)。?

藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)有多種方法，目前為商家普遍采用的方法有泡生法、熱交換法、導(dǎo)模法。?

泡生法簡(jiǎn)稱KY法，其原理是先將原料加熱至熔點(diǎn)后熔化形成熔體，再以單晶的籽晶接觸到熔體表面，在籽晶與熔體的固液界面上開始生長(zhǎng)和籽晶相同單晶體結(jié)構(gòu)的單晶，籽晶以緩慢的速度往上提升，在籽晶向上提拉一段時(shí)間后形成晶頸，待熔體與籽晶界面的凝固速率穩(wěn)定后，籽晶不在提拉，僅以降低功率來(lái)控制冷卻速率的方式使單晶從上方逐漸往下凝固，最后形成一個(gè)完整的單晶晶錠。此后，利用掏棒的方式，沿C向進(jìn)行掏棒。泡生法的缺點(diǎn)是：操作復(fù)雜、一致性不高、成品率較低、不易生長(zhǎng)C向晶體、材料利用率低、生長(zhǎng)周期長(zhǎng)。除此之外，泡生法引晶難度大，對(duì)操作人員的要求高。?

熱交換法，由于使用昂貴的氦氣作為熱交換氣體，成本高，其次，熱交換法對(duì)設(shè)備的要求高。成型晶體依然需要掏棒切割，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)。?

導(dǎo)模法，即“邊緣限定薄膜供料生長(zhǎng)”技術(shù)，簡(jiǎn)稱EFG法，主要用于生長(zhǎng)特定形狀的晶體。導(dǎo)模法由于能直接從熔體中生長(zhǎng)出片、絲、管、棒、板等晶體，而且晶體生長(zhǎng)速度快，尺寸可以精確控制，大大簡(jiǎn)化了晶體的加工程序，節(jié)省材料、時(shí)間和資源，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，因此受到人們的高度重視。?

導(dǎo)模法則具有晶體生長(zhǎng)周期短、尺寸可以精確控制、材料節(jié)省、加工工序簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，從而有效提高經(jīng)濟(jì)效益，成為最有發(fā)展前景的藍(lán)寶石窗口片生長(zhǎng)方法。?

藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)能耗巨大，熱場(chǎng)在藍(lán)寶石生長(zhǎng)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。目前的熱場(chǎng)由于保溫問題，均存在能耗較高的缺陷，研究設(shè)計(jì)新型熱場(chǎng)，降低能耗并迅速提高生產(chǎn)效率是藍(lán)寶石晶體設(shè)備商的重要任務(wù)。同時(shí)，配備視頻成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)晶體生長(zhǎng)狀況，有效控制晶體的生長(zhǎng)，提高晶體質(zhì)量。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本設(shè)計(jì)的目的是提供一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本設(shè)計(jì)是通過(guò)以下技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的：?

一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：所述熱場(chǎng)由不銹鋼筒體1、保溫裝置、圓筒形石墨加熱器12、坩堝8、長(zhǎng)晶模具14、模具固定板6、籽晶引送裝置、導(dǎo)流裝置組成；上述各裝置采用可拆卸方式連接；

所述保溫裝置位于不銹鋼筒體1下部，所述保溫裝置由側(cè)保溫氈13、上保溫氈5、底保溫氈11構(gòu)成；側(cè)保溫氈13由石墨桶及捆綁在石墨桶上的與石墨桶等高的石墨軟氈構(gòu)成，所述上保溫氈5、底保溫氈11由石墨板構(gòu)建成的圓筒形石墨盒并在石墨盒內(nèi)部填充石墨硬氈構(gòu)成，所述上保溫氈5位于側(cè)保溫氈13上部，所述底保溫氈11位于側(cè)保溫氈13的石墨桶的桶底上；在所述保溫裝置內(nèi)設(shè)有圓筒形石墨加熱器12，在所述圓筒形石墨加熱器12內(nèi)設(shè)有坩堝8；長(zhǎng)晶模具14由模具固定板6固定于坩堝8內(nèi)；所述導(dǎo)流裝置由圓環(huán)形導(dǎo)流筒3和位于圓環(huán)形導(dǎo)流筒3內(nèi)壁的圓形水冷桿鉬隔熱屏15構(gòu)成，所述圓形水冷桿鉬隔熱屏15中部開孔，所述導(dǎo)流裝置位于上保溫氈5上；所述籽晶引送裝置由水冷桿16、鉬夾頭2和籽晶4構(gòu)成，所述鉬夾頭2與水冷桿16連接，所述鉬夾頭2捆綁籽晶4，所述籽晶4和所述鉬夾頭2的一部分位于所述導(dǎo)流裝置內(nèi)。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：所述圓形水冷桿鉬隔熱屏15中部開孔為方形。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：所述坩堝8的堝口為臺(tái)階狀。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：在所述底保溫氈11下面設(shè)有調(diào)平螺栓。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：所述調(diào)平螺栓為3個(gè)。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：在所述熱場(chǎng)的一側(cè)設(shè)有觀察窗7。?

優(yōu)選的，所述的一種導(dǎo)模法生產(chǎn)藍(lán)寶石單晶熱場(chǎng)，其特征在于：在所述觀察窗7設(shè)有CCD成像設(shè)備。?