[發(fā)明專利]一種泡生法藍(lán)寶石用單晶爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610300028.6
• 申請(qǐng)日: 2016-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN107354505A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉菁菁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉菁菁
• 主分類號(hào): C30B17/00
• 分類號(hào): C30B17/00;C30B29/20
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務(wù)所(普通合伙)51239
• 代理人: 劉華平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單晶爐，特別涉及一種泡生法藍(lán)寶石用單晶爐。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石(α-Al2O3)俗稱剛玉，具有優(yōu)良的機(jī)械、光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)特性，并且能夠耐高溫，抗輻射被廣泛用于耐磨器件、光學(xué)窗口、襯底材料、導(dǎo)彈整流罩等領(lǐng)域。泡生法，又稱柴氏法，KY法，是目前大尺寸、高質(zhì)量塊狀藍(lán)寶石單晶批量生產(chǎn)的主流方法。目前國內(nèi)外泡生法的藍(lán)寶石單晶爐只有在加熱器部位安裝有熱電偶測溫裝置，其只能測試加熱器的表面溫度，而溶液實(shí)際溫度無法準(zhǔn)確顯示，因此對(duì)長晶過程中的引晶溫度很難掌握，基本靠長晶工程師的多年實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)來判斷溶液溫度，需要多次試驗(yàn)才能掌握最佳的長晶溫度，可能需要幾個(gè)小時(shí)甚至十幾小時(shí)來調(diào)整溫度，稍有不慎籽晶都會(huì)融化，這樣既花費(fèi)了人力增加了原料成本又延長了長晶時(shí)間增加了能耗。且現(xiàn)有單晶爐的腔體結(jié)構(gòu)都是桶型結(jié)構(gòu)，爐筒底部和爐筒壁是一體的，這種結(jié)構(gòu)樣式焊接更復(fù)雜，底部的加工更困難；作為設(shè)備整體中的一部分，由于設(shè)備的特定結(jié)構(gòu)，底部壽命相對(duì)更短，如果更換只能將整個(gè)腔體更換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于提供一種操作方便，性能穩(wěn)定，不易損壞的泡生法藍(lán)寶石用單晶爐。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：本發(fā)明的泡生法藍(lán)寶石用單晶爐，包括爐體、爐底、爐蓋、坩堝和溫控裝置，所述爐體為圓筒形，爐體底部設(shè)置有上法蘭，爐底上設(shè)置有下法蘭，爐底通過上、下法蘭與爐體固定，所述爐蓋設(shè)置在爐體頂部，爐蓋上設(shè)置有觀察窗，觀察窗上設(shè)置有紅外測溫儀，紅外測溫儀與溫控裝置相連，所述爐蓋內(nèi)表面設(shè)置有頂隔熱屏，爐體內(nèi)壁設(shè)置有側(cè)隔熱屏，爐底上表面設(shè)置有底隔熱屏，所述坩堝外壁設(shè)置有側(cè)加熱器，坩堝外底部設(shè)置有底加熱器，底加熱器和側(cè)加熱器與溫控裝置相連。

作為優(yōu)選，所述上法蘭與下法蘭之間設(shè)置有密封圈。

作為優(yōu)選，所述上法蘭與下法蘭通過螺栓連接固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明在爐蓋上設(shè)置紅外溫控儀，能讓長晶工程師直接從紅外溫控儀的顯示器上讀取溶液中心表面溫度，再通過引晶時(shí)工藝需求的溫度來調(diào)整電壓大小，從而控制加熱器功率，改變爐內(nèi)溶液溫度，在最短的時(shí)間內(nèi)把溶液溫度控制在最佳的引晶溫度，下降籽晶提升機(jī)構(gòu)，使籽晶接觸溶液，此時(shí)最佳的溶液溫度保證了快速準(zhǔn)確的引晶，從而縮短時(shí)間、人力、能耗，保證生產(chǎn)品質(zhì)及制程進(jìn)度；爐體和爐底通過上法蘭和下法蘭通過螺栓連接，結(jié)合面密封處理，這樣既實(shí)現(xiàn)腔體桶狀結(jié)構(gòu)，又能在在需要時(shí)可以分為兩個(gè)分開的個(gè)體。這樣的結(jié)構(gòu)，如果其中一個(gè)部件有問題，比如爐底損壞，只需要更換爐底，更換成本減少了；同時(shí)，加工中爐底加工很便利，爐體加工也很方便；隔熱屏結(jié)構(gòu)布置及表面處理不僅能夠提高隔熱系統(tǒng)保溫效果，而且還大大延長隔熱屏使用壽命，進(jìn)而降低了藍(lán)寶石晶錠總的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參見圖1，本發(fā)明的泡生法藍(lán)寶石用單晶爐，包括爐體1、爐底2、爐蓋3、坩堝9和溫控裝置8，所述爐體1為圓筒形，爐體1底部設(shè)置有上法蘭4，爐底2上設(shè)置有下法蘭5，爐底2通過上、下法蘭4、5與爐體1固定，所述爐蓋3設(shè)置在爐體1頂部，爐蓋3上設(shè)置有觀察窗6，觀察窗6上設(shè)置有紅外測溫儀7，紅外測溫儀7與溫控裝置8相連，所述爐蓋3內(nèi)表面設(shè)置有頂隔熱屏11，爐體1內(nèi)壁設(shè)置有側(cè)隔熱屏12，爐底2上表面設(shè)置有底隔熱屏13，所述坩堝9外壁設(shè)置有側(cè)加熱器14，坩堝9外底部設(shè)置有底加熱器15，底加熱器15和側(cè)加熱器14與溫控裝置8相連，所述上法蘭4與下法蘭5之間設(shè)置有密封圈10，所述上法蘭4與下法蘭5通過螺栓連接固定。

在爐蓋3上設(shè)置紅外溫控儀，能讓長晶工程師直接從紅外溫控儀的顯示器上讀取溶液中心表面溫度，再通過引晶時(shí)工藝需求的溫度來調(diào)整電壓大小，從而控制加熱器功率，改變爐內(nèi)溶液溫度，在最短的時(shí)間內(nèi)把溶液溫度控制在最佳的引晶溫度，下降籽晶提升機(jī)構(gòu)，使籽晶接觸溶液，此時(shí)最佳的溶液溫度保證了快速準(zhǔn)確的引晶，從而縮短時(shí)間、人力、能耗，保證生產(chǎn)品質(zhì)及制程進(jìn)度；爐體1和爐底2通過上法蘭4和下法蘭5通過螺栓連接，結(jié)合面密封處理，這樣既實(shí)現(xiàn)腔體桶狀結(jié)構(gòu)，又能在在需要時(shí)可以分為兩個(gè)分開的個(gè)體。這樣的結(jié)構(gòu)，如果其中一個(gè)部件有問題，比如爐底2損壞，只需要更換爐底2，更換成本減少了；同時(shí)，加工中爐底2加工很便利，爐體1加工也很方便；隔熱屏結(jié)構(gòu)布置及表面處理不僅能夠提高隔熱系統(tǒng)保溫效果，而且還大大延長隔熱屏使用壽命，進(jìn)而降低了藍(lán)寶石晶錠總的生產(chǎn)成本。