[實用新型]一種藍寶石單晶爐扁帶式加熱器

有效

• 申請號: 201520741532.0
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN204959091U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 陳興友;朱宇;魏凱;王雪平;門寧峰;趙萬方
• 申請（專利權）人: 西安格美金屬材料有限公司
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00;C30B29/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及了一種扁帶式加熱器，具體涉及滿足于藍寶石單晶生長所需溫場條件的一種藍寶石單晶爐扁帶式加熱器

背景技術

隨著全球能源市場的迅速發展，LED產業逐漸成為能源工業新的增長點，已經具備了趕超其他節能產業的能力，在世界范圍內呈迅猛發展之勢。

藍寶石單晶爐是LED產業中重要的晶體生產設備，由于藍寶石單晶是在高溫條件下緩慢生長而成的，需要良好的溫度梯度控制以形成冷心，并且需要均勻溫度的溫度場以實現單晶體的穩定生長。同時，因藍寶石單晶生長周期長(一般需要18～22天)，加熱器的熱負荷較高，因此熱穩定性基礎至關重要。

目前，藍寶石單晶爐一般采用鳥籠鎢桿加熱器，各鎢桿通過鎢錸絲進行捆扎。在2100℃以上的高溫下，軟化了的鎢錸絲捆扎力支撐籠體數十公斤的重量十分勉強，往往在單晶生產過程中極易變形損壞，壽命較短，無法形成溫度均勻的熱場。因此采用鳥籠狀的鎢桿加熱器的藍寶石單晶爐生長的單晶重量小，且晶體常因熱場紊亂產生大量的裂紋或氣泡，晶體成品率低，嚴重影響了藍寶石長晶的生產效率。如何使加熱器形成理想的梯度溫度場及提高發熱體的使用壽命，是業內關注的熱門課題。

造成溫度梯度不可控的原因是因為溫場溫度不均，測定的溫度不能有效的表示整個熱場的溫度，只是熱場內的區域溫度。形成溫度不均的原因還有：因為表面積太小，表面負荷過高造成。造成壽命低的原因主要是表面負荷過高，溫差過大所導致的。

實用新型內容

本實用新型目的在于：針對現有藍寶單晶爐加熱器所存在的溫度梯度不可控，溫場不均勻，使用壽命低，高溫強度低，難固定等一系列問題，提供一種藍寶石單晶爐扁帶式加熱器，以解決上述問題，本實用新型的技術方案如下：一種藍寶石單晶爐扁帶式加熱器，由電機環、固定環和鎢帶發熱體組成，鎢帶發熱體的矩形開口處固定于電機環上，固定環均勻固定在加熱器柱面外，其特征在于：鎢帶發熱體由24根斷截面為橢圓形的缺口矩形鎢帶組成；

鎢帶發熱體由第一鎢帶發熱體、第二鎢帶發熱體、第三鎢帶發熱體、第四鎢帶發熱體、第五鎢帶發熱體和第六鎢帶發熱體組成，第二鎢帶發熱體和第六鎢帶發熱體呈平行分布，第三鎢帶發熱體和第五鎢帶發熱體呈平行分布，并包裹于第二鎢帶發熱體和第六鎢帶發熱體形成的面外，第二鎢帶發熱體、第六鎢帶發熱體與第三鎢帶發熱體、第五鎢帶發熱體相垂直，第一鎢帶發熱體和第四鎢帶發熱體呈平行分布，并包裹于第三鎢帶發熱體和第五鎢帶發熱體形成的平面外；

更進一步，加熱器柱面由均勻分布的48根斷截面為橢圓形的鎢帶組成；

更進一步，固定環由第一固定環、第二固定環、第三固定環和第四固定環組成。

有益效果：

加熱器采用純鎢或鎢合金扁帶，使得發熱體表面積有了很大的提高，從而有效的減小發熱體的表面負荷，表面負荷降低了。大面積發熱使得熱場溫度更均勻，從而使我們的溫度傳感器獲得更為具體更準確的熱場溫度。能夠確定知道熱場溫度，就可以精確的溫度梯度控制。因為表面負荷的減小使得發熱體的使用壽命大大延長。

藍寶石單晶爐扁帶式加熱器與鎢桿法熱體相比，斷截面為橢圓形的發熱體有方向性。在同等橫截面積下，斷截面為橢圓形的發熱體有兩個方向遠遠大于鎢桿發熱體的強度。雖然鎢桿發熱體沒有方向性，但是斷截面為橢圓形的發熱體可以自由扭住，將強度方向用在受力方向上，例如橫端的扁帶側立使用，使得發熱體的整個強度有飛躍性的變化。藍寶石單晶爐扁帶式加熱器解決了強度溫體，在同等橫截面、同等質量、同等長度、同等高溫下，鎢桿發熱體的強度低很容易下沉，但是斷截面為橢圓形的發熱體強度會遠遠高于鎢桿發熱體。

斷截面為橢圓形的發熱體由于有兩個面是平面，所以更有利于固定捆綁，因為易于固定就可以很好的維持規則的整體形狀。形狀的規則化不光可以使熱場溫度更均勻，更有效保護了隔熱屏，使隔熱屏的壽命大大提高。固定規范的形狀使得間隙和空擋可以大大縮減，這樣一來不僅是熱場升溫快，有效降低能耗，更重要的是又一次精確了探測溫度，使得控溫更有效更及時。如此一來不光固定更牢固更有利于溫度形狀外，還大大提高了成材率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構圖；

結合圖1，具體附圖標記如下：

1-電機環，2-第一固定環，3-第二固定環，4-第三固定環，5-第四固定環，6-第一鎢帶發熱體，7-第二鎢帶發熱體，8-第三鎢帶發熱體，9-第四鎢帶發熱體，10-第五鎢帶發熱體，11-第六鎢帶發熱體。

具體實施方式

結合圖1，現對本實用新型的技術方案進行進一步說明：