[發明專利]一種上液橋柱可旋轉式液橋生成器

有效

• 申請號: 201610400782.7
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN105908253B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 梁儒全;李湛;王奎陽;趙俊楠;張碩;李曉媛;朱林陽;楊碩
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C30B13/00
• 分類號: C30B13/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于流體物理學技術領域，特別涉及一種上液橋柱可旋轉式液橋生成器。

背景技術

浮區法作為一種生長晶體的區域提純方法，主要用于高質量的半導體晶體生長。如果在微重力環境下應用該方法還可以得到大尺寸的單晶。因此浮區法成為空間材料制備中最有前景的方法之一。

在現有研究實驗中，用于模擬浮區法晶體生長過程的物理模型稱為液橋。而液橋高徑比對液橋內部流動和自由表面具有重要影響，因此我們通常需要根據實驗情況調節液橋生成器的液橋直徑，但傳統液橋生成裝置的液橋直徑是不可調的，實驗中必須更換整個液橋生成器，操作繁瑣且成本較高。中國專利CN204738041公開了一種直徑可調式液橋生成器，其上液橋支撐柱上盤和下液橋支撐柱下盤可以拆卸更換，并且上液橋支撐柱還可以通過調節緊固螺栓來調節液橋高度，大大簡化了浮區晶體生成的研究過程。但這種液橋生成器同傳統液橋生成器一樣，仍然不能用于研究液橋內部動態變化對其自由表面的影響。除此之外，中國專利CN204738041公開的液橋生成器的液橋高度需要人工手動測量，不可避免會產生測量誤差，影響實驗的準確性。因此，亟需開發一種新型多功能且精度高的液橋生成器用于研究液橋自由表面動態變化以及內部流動過程。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種上液橋柱可旋轉式液橋生成器，所述液橋生成器功能多樣：通過支架上部的電機帶動上液橋柱旋轉實現液橋內部流動以及自由液面的動態變化；通過更換不同直徑和高度的上盤及下盤實現不同直徑和不同高徑比的液橋。本發明的技術方案為：

一種上液橋柱可旋轉式液橋生成器，包括支架，支架上部安裝電機，電機正下方的支架上設有上液橋柱安裝孔和上液橋柱卡槽，支架下部設有下液橋柱安裝孔和下液橋柱卡槽，上液橋柱和下液橋柱分別通過上液橋柱安裝孔和下液橋柱安裝孔垂直安裝并保持中心相對；所述上液橋柱包括上液橋柱桿、上盤和與上液橋柱卡槽外徑相同的上液橋柱卡環，上液橋柱桿和上盤之間通過螺紋連接，上液橋柱卡環焊接在上液橋柱桿上；所述下液橋柱包括下液橋柱上桿、下液橋柱下桿、下盤和與下液橋柱卡槽外徑及高度相同的下液橋柱卡環，下液橋柱上桿和下盤之間通過螺紋連接，下液橋柱上桿和下液橋柱下桿的連接處焊接下液橋柱卡環；所述電機的轉動軸與上液橋柱桿連接。

上述生成器中，所述上液橋柱卡環和下液橋柱卡環分別固定于上液橋柱卡槽和下液橋柱卡槽中，進而固定上液橋柱和下液橋柱。

上述生成器中，所述上液橋柱桿設置內螺紋，上盤設置外螺紋，上盤上還設置有突觸，用于加強液橋內部的攪動作用，上盤的直徑和高度根據實驗設定。

上述生成器中，所述下液橋柱桿設置內螺紋，下盤設置外螺紋，下盤的直徑和高度根據實驗設定。

上述生成器中，所述上液橋柱和下液橋柱采用金屬材質制作，優選不銹鋼或銅。

上述生成器中，所述電機的轉動軸與上液橋柱桿連接是通過轉動軸上設有鍵，上液橋柱桿上設有鍵槽，將鍵卡在鍵槽中的方式實現。

上述生成器中，所述電機通過電腦控制，從而實現上液橋柱在設定轉速下轉動。

與現有技術相比，本發明的特點及其有益效果是：

本發明結構簡單，與傳統的液橋生成器相比，可實現上液橋柱的順時針或逆時針旋轉，還可以根據需要調節轉速，并且在上盤設置突觸以進一步加強液橋內部攪動作用，此外，本發明通過可拆卸式上盤和下盤可以實現不同直徑和不同高徑比的液橋，填補了液橋動態自由表面研究的空缺，對于研究浮區晶體生長過程有重要參考意義。此外，本發明與中國專利CN204738041相比，除了可根據需要調節液橋內部流動以及自由液面的動態變化外，本發明使用了精確規格的工件便于計算液橋相關數據，免去了人工測量液橋高度所產生的人為誤差，提高了精度，增加了實驗準確性。

附圖說明

圖1是本發明的上液橋柱可旋轉式液橋生成器的整體結構示意圖；

圖2是本發明的上液橋柱的結構示意圖，其中（a）為上液橋柱的整體結構圖；（b）為（a）的左視圖；（c）為（a）的右視圖；

圖3是本發明的下液橋柱的結構示意圖；

圖4是本發明的支架結構示意圖，其中（a）為支架的正視圖；（b）為（a）的側視圖；（c）為（b）中D-D面的剖面圖；