一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，包括钼屏组件、钨屏组件、竖屏组件和氧化锆保温层。钼屏组件、钨屏组件、竖屏组件和氧化锆保温层均为圆环形，以钨轴为中心设置。竖屏组件、钼屏组件分别位于钨屏组件的下方，竖屏组件位于钼屏组件的内侧，钨屏组件、竖屏组件均与钨轴不粘连。氧化锆保温层位于钼屏组件的下方，竖屏组件的外侧。竖屏组件可阻挡底部钼屏组件向钨轴传递热量，还可将钨轴周围的热量传递至炉底部，进一步降低钨轴温度，进而降低坩埚底部中心温度，提高坩埚底部径向温差，避免长晶界面翻转，提高晶体利用率，为大重量蓝宝石晶体提供良好的生长环境。分体式的炉底保温结构，避免了底保温与坩埚轴的粘接，便于拆卸。

A Separate Bottom Insulation Structure for Sapphire Furnace

The utility model provides a split foaming sapphire furnace bottom heat preservation structure, which comprises a molybdenum screen component, a tungsten screen component, a vertical screen component and a zirconia heat preservation layer. Molybdenum screen assembly, tungsten screen assembly, vertical screen assembly and zirconia insulation layer are all circular, with tungsten axis as the center. The vertical screen component and the molybdenum screen component are respectively located below the tungsten screen component, and the vertical screen component is located inside the molybdenum screen component. The tungsten screen component and the vertical screen component are not adhered to the tungsten axis. The zirconia insulating layer is located below the molybdenum screen assembly and on the outer side of the vertical screen assembly. The vertical screen assembly can prevent the bottom molybdenum screen assembly from transferring heat to the tungsten axis, and also transfer the heat around the tungsten axis to the bottom of the furnace, further reducing the temperature of the tungsten axis, thereby reducing the central temperature of the bottom of the crucible, increasing the radial temperature difference at the bottom of the crucible, avoiding the inversion of the interface between long crystals, increasing the utilization rate of crystals, and lifting the large-weight sapphire crystal. For good growth environment. The split bottom heat preservation structure avoids the bonding between the bottom heat preservation and the crucible shaft, and is convenient for disassembly.

【技术实现步骤摘要】
一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构
本技术涉及蓝宝石单晶生长设备
，尤其涉及一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构。
技术介绍
蓝宝石具有熔点高(2045℃)、导热好、硬度高、电绝缘性好、耐强酸强碱腐蚀、透光波段宽等特点，被广泛用于手机屏幕、镜面等民用设备，并被应用于导弹整流罩、直升机轴等军工企业。业内常采用泡生法生长蓝宝石晶体，在泡生法蓝宝石晶体生长炉中，底部保温结构是较为重要的基础组成部件，可形成热场轴向和底部径向梯度，为蓝宝石提供最佳的长晶环境。现有的蓝宝石炉底保温结构由18-25层的圆环形钨片和钼片组成，其中上三层为钨片，其余为钼片，底保温的中心处是支撑坩埚的钨轴。整个底部保温屏通过圆周等距分布的钼丝穿接而成，将其放置在炉底部的氧化锆砖上，即形成了炉底部的保温结构。随着泡生技术的不断革新，可生长晶体的重量逐步提升，目前已可达到150Kg以上，蓝宝石生长炉的结构尺寸也相应的增大，其炉底保温结构也向大尺寸化的方向发展，目前适用于大尺寸长晶炉的炉底保温结构通常是按照比例将原结构直接扩大到相应的尺寸。然而，随着炉底保温结构的放大，底保温的中心钨轴的散热能力未得到提升，使坩埚底部导热不足，坩埚轴自身温度较高，而且热量沿底部保温的钼屏横向向钨轴传递，进一步提升了钨轴自身的温度，使坩埚底部的径向温度梯度变小。晶体界面由锥形变为凹形界面，易发生晶体界面的翻转，晶体底部产生馒头气泡，严重影响晶体利用率，不能满足大重量晶体生长环境的高需求。
技术实现思路
本申请提供了一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，以解决现有的大尺寸蓝宝石炉的底保温结构，底保温中心散热能力较差，钨轴自身温度较高，降低了坩埚底部径向温度梯度，易造成晶体界面翻转，严重影响晶体利用率的问题。一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，包括钼屏组件、钨屏组件、竖屏组件和氧化锆保温层；所述钼屏组件、钨屏组件、竖屏组件和氧化锆保温层均为圆环形，以钨轴为中心设置；所述竖屏组件、所述钼屏组件分别位于所述钨屏组件的下方，所述竖屏组件位于所述钼屏组件的内侧，所述钨屏组件、所述竖屏组件均与所述钨轴不粘连；所述氧化锆保温层位于所述钼屏组件的下方，所述竖屏组件的外侧。可选的，所述竖屏组件包括5-15层的圆环形钨片和钼片；所述竖屏组件的最内层为钨片，其厚度大于2mm，其余为钼片，层与层之间通过U型钼片间隔，形成3-5mm的间隙。可选的，所述钨屏组件包括2-5层的圆环形钨片；所述钨屏组件的最上层钨片厚度不小于2mm，其余钨片厚度不小于1mm，层与层之间通过U型钼片间隔，形成3-5mm的间隙。可选的，所述钼屏组件包括5-15层圆环形钼片，其厚度不小于0.3mm，层与层之间通过U型钼片间隔，形成3-5mm的间隙。可选的，所述氧化锆保温层包括由6-8块扇形氧化锆纤维砖拼接组成的氧化锆纤维圆环。本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：本申请提供一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，与现有大尺寸长晶炉使用直接放大的底保温结构技术相比，在钼屏组件与钨轴间设置竖屏组件，通过竖屏组件阻挡底部钼屏组件向钨轴传递热量，降低钨轴的自身温度，进而降低坩埚底部中心的温度。竖屏组件还可将钨轴周围的热量传递至炉底部，也有利于降低坩埚底部中心温度。坩埚底部中心温度的降低，可提高坩埚径向温度差，避免长晶界面的翻转，提高晶体利用率，为大重量蓝宝石晶体提供良好的生长环境。本申请提供的蓝宝石炉底保温结构中，竖屏组件与钨屏组件均与钨轴不粘连，这种分体式的炉底保温结构，可避免在高温条件下钨粉的重结晶造成底保温与坩埚轴粘接的问题，拆卸方便且不会对热场形成损坏。另外，保温结构底部的氧化锆保温层可增强坩埚外围的温度，提高坩埚径向温差，也可有效防止长晶界面的翻转。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构的示意图。附图标记说明：1、钼屏组件，2、钨屏组件，3、竖屏组件，4、氧化锆保温层，5、钨轴。具体实施方式此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。蓝宝石晶体生长有多种方法，目前为业内普遍采用的方法主要是泡生法。泡生法简称KY法，其原理是先将原料加热至熔点后熔化形成熔体，再以单晶的籽晶接触到熔体表面，在籽晶与熔体的固液界面上开始生长和籽晶相同单晶体结构的单晶，籽晶以缓慢的速度往上提升，在籽晶向上提拉一段时间后形成晶颈，待熔体与籽晶界面的凝固速率稳定后，籽晶不在提拉，仅以降低功率来控制冷却速率的方式使单晶从上方逐渐往下凝固，最后形成一个完整的单晶晶锭。此后，利用掏棒的方式沿C向进行掏棒，此种方法生长的晶体缺陷少、位错密度低，使其成为蓝宝石晶体行业的主流生长方法。泡生法蓝宝石炉是使用泡生法生长蓝宝石晶体的容器。请参考附图1，该图示出了本实施例提供的一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构的示意图。本申请提供一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，可适用于重量较大蓝宝石晶体生长的大尺寸长晶设备。该炉底保温结构包括钼屏组件1、钨屏组件2、竖屏组件3和氧化锆保温层4。其中，钼屏组件1、钨屏组件2、竖屏组件3和氧化锆保温层4均为圆环形，以钨轴5为中心设置，形成较为密封的圆环形底保温结构，为蓝宝石提供2000℃以上高温的最佳长晶环境。竖屏组件3、钼屏组件1分别位于钨屏组件2的下方，竖屏组件3位于钼屏组件1的内侧。钨屏组件2是炉底保温结构的最上层，竖屏组件3位于钨屏组件2的下一层，靠近钨轴5设置，钼屏组件1位于竖屏组件3的外侧。通过竖屏组件3将钨轴5与钼屏组件1阻隔，阻挡了钼屏组件1向钨轴5传递热量，有助于降低钨轴5的自身温度，有效提高钨轴5的导热能力，降低坩埚底部中心温度，提高坩埚的径向温度差，防止长晶界面的翻转。另外，竖屏组件也可将靠近钨轴5处的热量传递至底部，进一步降低坩埚的中心温度，防止长晶界面的翻转，满足大重量蓝宝石晶体生长环境的需求，且具有较好的晶体利用率。该钨屏组件2和竖屏组件3均与钨轴5不粘连，现有技术中底保温结构中心与钨轴5相接触设置，随着钨轴5温度提升，钨粉末颗粒发生重结晶，造成坩埚轴与底部粘连，无法拆装，对热场造成损坏的问题。本技术实施例提供的钨屏组件2与竖屏组件3均与钨轴5不粘连，钨屏组件2与钨轴5之间、竖屏组件3与钨轴5之间均保证有一定的间距，这种分体式结构可避免底保温结构与钨轴5的粘连，方便底部保温结构的拆卸，避免对热场的损毁。间距的大小在本申请中不做限制，具体的，本领域技术人员可根据实际使用情况进行选择，可选的，钨屏组件2与钨轴5间保持2-3mm间距设置。氧化锆保温层4位于钼屏组件1下方，竖屏组件3的外侧。氧化锆保温层4位于底保温结构的最底层，底部的氧化锆保温层4可增强坩埚外围温度，进一步提高坩埚底部的径向温差，可有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，其特征在于，包括钼屏组件(1)、钨屏组件(2)、竖屏组件(3)和氧化锆保温层(4)；所述钼屏组件(1)、钨屏组件(2)、竖屏组件(3)和氧化锆保温层(4)均为圆环形，以钨轴(5)为中心设置；所述竖屏组件(3)、所述钼屏组件(1)分别位于所述钨屏组件(2)的下方，所述竖屏组件(3)位于所述钼屏组件(1)的内侧，所述钨屏组件(2)、所述竖屏组件(3)均与所述钨轴(5)不粘连；所述氧化锆保温层(4)位于所述钼屏组件(1)的下方，所述竖屏组件(3)的外侧。

【技术特征摘要】
1.一种分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，其特征在于，包括钼屏组件(1)、钨屏组件(2)、竖屏组件(3)和氧化锆保温层(4)；所述钼屏组件(1)、钨屏组件(2)、竖屏组件(3)和氧化锆保温层(4)均为圆环形，以钨轴(5)为中心设置；所述竖屏组件(3)、所述钼屏组件(1)分别位于所述钨屏组件(2)的下方，所述竖屏组件(3)位于所述钼屏组件(1)的内侧，所述钨屏组件(2)、所述竖屏组件(3)均与所述钨轴(5)不粘连；所述氧化锆保温层(4)位于所述钼屏组件(1)的下方，所述竖屏组件(3)的外侧。2.根据权利要求1所述的分体式泡生法蓝宝石炉底保温结构，其特征在于，所述竖屏组件(3)包括5-15层的圆环形钨片和钼片；所述竖屏组件(3)的最内层为钨片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，于海群，
申请(专利权)人：内蒙古恒嘉晶体材料有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15