[發(fā)明專利]一種單晶爐用電極結(jié)構(gòu)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810823697.0
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108754615A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左洪波;楊鑫宏;李鐵;周德印
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱奧瑞德光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: C30B35/00
• 分類號: C30B35/00;C30B29/20
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本發(fā)明提供了一種單晶爐用電極結(jié)構(gòu)，它是由拼接在一起的兩塊電極板，可安裝銅電極連接板的凹槽和安裝在電極板上的銅柱結(jié)構(gòu)組成。兩塊電極板安裝在一起呈圓形或方形，內(nèi)側(cè)開有凹槽，電極板內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，可安裝銅電極連接板的凹槽上有內(nèi)螺紋，方便兩者之間連接固定；安裝在電極板上的銅柱為中空結(jié)構(gòu)，兩端有外螺紋，分別與電極板和冷卻水的接頭連接，中間部分與電源連接。本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)可以增大與發(fā)熱體上銅電極連接板的接觸面積，提高穩(wěn)定性，冷卻水可以在電極板內(nèi)部流通帶走熱量，減少因內(nèi)部溫度過高對電極的損壞，同時可以銅柱結(jié)構(gòu)任意調(diào)節(jié)電極板與大爐蓋之間的距離，使單晶爐內(nèi)的溫度梯度分布更合理，利于藍(lán)寶石單晶的生長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單晶爐用電極結(jié)構(gòu)，具體涉及一種通過冷卻水冷卻、自由調(diào)節(jié)高度的電極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石俗稱剛玉，主要成分是Al2O3，是一種常見的簡單配位型氧化物晶體。自然界中的藍(lán)寶石由于含有一些雜質(zhì)離子而呈現(xiàn)出不同的顏色，單純的氧化鋁晶體是呈無色透明的，因?yàn)槠渚哂歇?dú)特的晶格構(gòu)、優(yōu)異的機(jī)械性能、光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可應(yīng)用于2000℃的高溫環(huán)境下，所以被廣泛應(yīng)用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強(qiáng)度激光的窗口材料和半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路的襯底材料。

藍(lán)寶石晶體的生長得益于單晶爐內(nèi)合理的軸向溫度梯度，其中加熱體的整體結(jié)構(gòu)決定爐內(nèi)軸向溫度梯度是否合理，加熱體連接在兩電極上，所以電極的設(shè)計(jì)對軸向溫度梯度的調(diào)節(jié)起到至關(guān)重要的作用。然而傳統(tǒng)的電極結(jié)構(gòu)無法調(diào)節(jié)與大爐蓋之間的距離，不能合理調(diào)節(jié)爐內(nèi)的軸向溫度梯度，同時也沒有冷卻裝置，常常因溫度過高導(dǎo)致電極板損壞，影響使用壽命。本發(fā)明旨在通過一種改進(jìn)的電極結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整電極板與大爐蓋之間的距離和使用冷卻水對電極冷卻，增大發(fā)熱體與電極的接觸面積，提高穩(wěn)定性，同時利用冷卻水冷卻電極板，延長使用壽命，合理控制爐內(nèi)的軸向溫度梯度，使其更利于藍(lán)寶石單晶的生長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以通過冷卻水的冷卻，帶走電極上的熱量，同時自由調(diào)節(jié)電極結(jié)構(gòu)與大爐蓋之間的距離，為單晶爐的內(nèi)部提供更合理的溫度梯度，利于藍(lán)寶石單晶生長的電極結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：它包括拼接在一起的兩塊電極板，可安裝銅電極連接板的凹槽和安裝在電極板上的銅柱結(jié)構(gòu)；兩塊電極板安裝在一起呈圓形或方形，內(nèi)側(cè)開有可安裝銅電極連接板的凹槽，方便發(fā)熱體上銅帶及連接板安裝在內(nèi)，電極板內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，冷卻水可在其內(nèi)部流過；可安裝銅電極連接板的凹槽上有內(nèi)螺紋，方便兩者之間連接固定；安裝在電極板上的銅柱為中空結(jié)構(gòu)，兩端有外螺紋，分別與電極板和冷卻水的接頭連接，中間部分與電源連接；整體結(jié)構(gòu)安裝在大爐蓋的下方，通過銅柱結(jié)構(gòu)上的螺母連接固定，并保證密封。

本發(fā)明還有這樣一些特征：

1、所述的拼接在一起呈圓形（或方形）的兩塊電極板寬80~130mm，厚60~90mm，內(nèi)部中空。外邊緣直徑為Φ400~Φ800mm，兩塊電極板之間的距離為8~20mm。

2、所述的可安裝發(fā)熱體上銅帶及連接板的凹槽深20~50mm，寬30~60mm，內(nèi)側(cè)均勻分布6~12個螺紋孔，孔徑Φ6~Φ10mm，方便與發(fā)熱體的電極連接板固定。

所述的安裝在電極板上的銅柱共4根，外直徑為Φ40~Φ60mm，壁厚5~10mm，高200~500mm，兩端均有外螺紋，分別與電極板和冷卻水的接頭連接，中間部分與電源連接。整體結(jié)構(gòu)安裝在大爐蓋的下方，通過銅柱結(jié)構(gòu)上的螺母連接固定，并保證密封。

本發(fā)明有益效果有：

1. 本發(fā)明一種單晶爐用電極結(jié)構(gòu)中，電極板和銅柱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以保證冷卻水在內(nèi)部流通，同時帶走熱量，避免電極長時間在高溫狀態(tài)下?lián)p壞，延長電極的使用壽命。

2. 本發(fā)明一種單晶爐用電極結(jié)構(gòu)中，電極板內(nèi)側(cè)的凹槽設(shè)計(jì)，可以將發(fā)熱體上電極連接板放入內(nèi)部，增加電極板與加熱體的接觸面積，穩(wěn)定效果更好。