[發明專利]一種晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐

在審

• 申請號: 201710024371.7
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106835278A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 藺崇召;姚剛;孫占喜;李吾臣
• 申請（專利權）人: 許昌天戈硅業科技有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B15/20;C30B15/14;C30B15/10
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 時國珍

技術領域

本發明涉及藍寶石制備設備技術領域，具體涉及一種晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐。

背景技術

藍寶石即AL₂0₃單晶體，具有熔點高、硬度高、導熱性好、透過光波段寬、電絕緣性好、耐強酸強堿腐蝕等特點，因此作為重要的技術晶體材料，被廣泛應用在國防、軍事、科研等一系列高科技技術領域，同時在民用工業上也有大量的應用，如發光二極管、微電子電路、光學傳感性、光波導器件及LED節能領域。。

隨著技術進步，人工生產藍寶石晶體的方法越來越多，但無論哪一種好方法，只有達到藍寶石晶體的長晶溫度，藍寶石晶體才能生長，然而現有的很多長晶爐加熱元件結構較為簡單，若要使爐內達到2000多度的高溫，保證藍寶石晶體生長的溫度，就得不停的大功率加熱，對電的消耗巨大，能源浪費嚴重。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐，晶體生長爐內的加熱器可靈活調節，并且通過換熱器可將坩堝冷卻循環水的熱量重新利用，用于爐體內部的保溫。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種晶體生長爐加熱器，包括環形基筒、加熱環以及用于驅動基筒上下移動的電機，加熱環設置在環形基筒的內壁上，且加熱環通過導線與爐體外部的加熱元件電源和控制器連接，所述爐體的爐蓋上對稱設置有兩個電機，電機與控制器通過導線連接，電機的輸出軸上繞設有提拉線，提拉線的下端穿過爐體并與環形基筒的上端固定連接。

作為本發明一種晶體生長爐加熱器的進一步改進：所述提拉線上設置有溫度傳感器，溫度傳感器通過導線與控制器連接。

一種藍寶石晶體生長爐，包括上述的生長爐加熱器。

作為上述一種藍寶石晶體生長爐的進一步優化：生長爐包括爐體、坩堝、冷卻器和換熱器，所述爐體的內壁和底壁上均設置有隔熱層，爐體的側壁上部設置有用于向爐體內部充入惰性保護氣的進氣孔，爐體的側壁下部設置有用于抽真空的排氣孔，所述坩堝設置在爐體內部，爐體的頂部中心位置設置可供拉晶桿穿過的通孔，拉晶桿的下端穿過該通孔并置于坩堝上方，且拉晶桿的下端端頭設置有籽晶；

所述坩堝的底部設置有冷卻組件，冷卻組件包括與坩堝底部緊密貼合的水冷盤以及用于支撐水冷盤的支桿，水冷盤的內部盤設有水冷管，爐體的底部對應支桿的下端處設置有管道口，所述支桿為中空桿體，水冷管的進水端和出水端均穿過支桿內部并置于爐體外；所述水冷管的出水端連接有排水管，排水管的尾端分為兩根支管，其中一根支管連接至換熱器的循環水流道進口，另外一根支管連接至冷卻器的進水口，且兩根支管上均設置有流量控制閥，流量控制閥通過導線與控制器連接，換熱器的循環水流道出口和冷卻器的出水口通過管道匯集后經進水管連接至水冷管的進水端，所述換熱器的保護氣流道進口連接至供氣系統，換熱器的保護氣流道出口連接至爐體上的進氣孔；

所述加熱系統包括環形基筒、加熱環以及用于驅動基筒上下移動的電機，環形基筒罩設在坩堝的外部，加熱環設置在環形基筒的內壁上，且加熱環通過導線與爐體外部的加熱元件電源和控制器連接，所述爐體的爐蓋上對稱設置有兩個電機，電機與控制器通過導線連接，電機的輸出軸上繞設有提拉線，提拉線的下端穿過爐體并與環形基筒的上端固定連接。

作為上述藍寶石晶體生長爐的進一步優化：所述爐體的側壁還開設有觀察窗。

作為上述藍寶石晶體生長爐的進一步優化：所述隔熱層的材質為氧化鋯。

有益效果

一、本發明的晶體生長爐加熱器以及藍寶石晶體生長爐具有低能耗的優點，晶體生長爐內的加熱器可靈活調節，不需要完全包裹坩堝的加熱元件，但是通過加熱器的不斷移動，就能夠保證坩堝達到所需的長晶溫度，另外本發明的晶體生長爐還配有換熱器，換熱器用于保護氣和冷卻循環水之間的熱量交換，利用冷卻循環水的熱量使充入爐體內的保護氣升溫，帶有一定溫度的保護氣進入爐體內，能進一步提高爐內的保溫效果，實現了坩堝冷卻循環水熱量的重新利用；

二、本發明的藍寶石晶體生長爐還具有可智能調節的循環水冷卻器，冷卻器的冷卻管道進水端設置分流調節閥，出水端設置溫度傳感器，根據溫度傳感器的反饋調節分流調節閥，控制需要冷卻的水走直流管或者螺旋管，使出水口流出的水再要求溫度下，有利于維持藍寶石晶體生長爐的冷卻系統的穩定性和冷卻效果。

附圖說明

圖1為本發明晶體生長爐加熱器的結構示意圖；

圖2為本發明藍寶石晶體生長爐的內部結構示意圖；