一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，该结构整体由籽晶杆、籽晶夹总成、籽晶杆内螺纹套筒和籽晶夹内螺纹套筒组成。籽晶夹总成由籽晶连杆和籽晶夹组成，籽晶夹总成的上端设有倒三角型镂空结构，籽晶杆的下端设有倒三角型结构。安装时，将籽晶杆的下端与籽晶夹总成的上端的结构进行插接，使用籽晶杆内螺纹套筒将两结构固定。安装籽晶时，籽晶与籽晶夹进行装配，使用籽晶夹内螺纹套筒将两结构固定。本实用新型专利技术籽晶杆结构可以提高籽晶杆与籽晶夹总成的连接强度，保证晶体的稳定生长，同时提高籽晶夹总成的寿命，从而降低综合成本。

Seed rod structure of a large-size sapphire single crystal furnace

The utility model relates to a seed crystal rod structure of a large-size sapphire single crystal furnace, which is composed of a seed crystal rod, a seed crystal clamp assembly, an inner thread sleeve of a seed crystal rod and an inner thread sleeve of a seed crystal clamp. The seed clip assembly consists of a seed crystal connecting rod and a seed crystal clip. The upper end of the seed crystal clip assembly is provided with an inverted triangle hollow structure, and the lower end of the seed crystal rod is provided with an inverted triangle structure. During installation, the lower end of the seed rod is connected with the upper end of the seed clip assembly, and the two structures are fixed by the thread sleeve inside the seed rod. When the seed crystal is installed, the seed crystal and the seed crystal clamp are assembled, and the two structures are fixed by the inner thread sleeve of the seed crystal clamp. The structure of the seed crystal rod of the utility model can improve the connection strength between the seed crystal rod and the seed crystal clamp assembly, ensure the stable growth of the crystal, and improve the life of the seed crystal clamp assembly, thereby reducing the comprehensive cost.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构
本技术涉及一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，具体涉及一种泡生法生长大尺寸蓝宝石单晶用籽晶杆结构。
技术介绍
蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能及化学稳定性，强度高、硬度大，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛地应用于红外激光器等光学元器件上；其独特的晶格结构、优异的力学性能使蓝宝石在LED衬底材料得到广泛的应用。随着LED产业的发展，对蓝宝石晶体材料的尺寸、质量提出了更高的要求，对蓝宝石晶体材料的需求量也逐渐增大。大尺寸蓝宝石单晶在出材率和控制成本方面有明显优势。因此，开展研发大尺寸、高质量蓝宝石单晶的生长装备与技术成为目前发展的首要任务。蓝宝石晶体尺寸越大，材料的利用率越高，但大尺寸单晶在炉内生长过程中，晶体质量逐渐增加，轴向拉力逐渐增大，易出现晶体掉落、籽晶夹变形等问题。出现这些问题的主要原因是：在长晶过程中，籽晶夹与籽晶受较大的轴向拉力，籽晶夹的外轮廓易变形，导致晶体掉落，严重影响成品率。并且籽晶夹变形后，不能继续使用，降低了籽晶夹的寿命。另一方面，传统用于籽晶杆和籽晶夹的连接方式是螺纹连接，晶体的质量转化为轴向工作载荷，螺纹结构承受全部载荷，使其变形且连接稳定性不佳，导致籽晶杆的整体寿命下降。为了提高籽晶杆与籽晶夹的寿命，提高成品率，降低成本，有必要研究一种新型的籽晶杆结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连接稳定性强、寿命较高、利于生长大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构。本专利技术的目的是这样实现的：该结构包括籽晶杆、籽晶夹总成、籽晶杆内螺纹套筒和籽晶夹内螺纹套筒，籽晶夹总成由籽晶连杆和籽晶夹组成，籽晶夹总成的上端设有倒三角型镂空结构，籽晶杆的下端设有倒三角型结构，籽晶杆的下端与籽晶夹总成的上端结构插接，通过籽晶杆内螺纹套筒连接两结构螺纹，籽晶与籽晶夹装配，通过籽晶夹内螺纹套筒固定两结构螺纹。本技术还有这样一些特征：1、所述的籽晶杆整体为圆柱形中空结构，材料为不锈钢，籽晶杆设有内管和外管，内管位于外管正中位置，冷却水从内管注入，到达籽晶杆底端由外管排出；籽晶杆的上端设有与单晶炉顶端伺服电机连接的结构；籽晶杆的下端设有倒三角型结构，其中两个角进行倒圆角处理，并且整体表面焊接1-2mm铜材料。籽晶杆下端的圆柱外表面设有螺纹，螺纹材料为铜；2、所述的籽晶杆直径为20-50mm，籽晶杆下端的倒三角型结构的高度为30-70mm，其倒圆角半径为5-15mm；3、所述的籽晶夹总成由籽晶连杆和籽晶夹组成，整体材料为钼；籽晶夹总成的上端外圆表面设有螺纹，内部为倒三角型的镂空结构，其中两个角进行倒圆角处理，此结构可与籽晶杆下端进行插接；籽晶连杆为圆台形，将籽晶连杆的圆柱直径缩小，籽晶连杆的下端连接籽晶夹。籽晶夹整体为圆柱形，外表面设有螺纹；其中一侧设有倒梯形凹槽，梯形的两个底角进行倒圆角处理，可与蓝宝石籽晶装配；4、所述的籽晶夹上端的倒三角型结构的高度为30-70mm，其倒圆角半径为5-15mm；籽晶夹上端的外圆直径为20-50mm。所述的籽晶连杆的直径为10-40mm；5、所述的籽晶杆内螺纹套筒整体材料为铜，外部为六边形，内部设有螺纹，高度为40-60mm。当蓝宝石晶体公斤级增大时，对应的籽晶尺寸增大，籽晶连杆和籽晶夹的直径随之增大。籽晶杆内螺纹套筒可更换成阶梯型内螺纹套筒，保证同直径籽晶杆与大直径籽晶夹总成的稳定连接；6、所述的籽晶夹内螺纹套筒整体材料为钼，外部为六边形，内部设有螺纹。高度为籽晶夹高度的1/2。本技术可以提高籽晶杆与籽晶夹总成的连接强度，保证晶体的稳定生长，同时提高籽晶夹总成的寿命，从而降低综合成本。本技术有益效果：1.籽晶杆下端与籽晶夹总成上端的结构进行插接连接，再使用螺纹套筒将两结构固定，可减少传统连接方式对螺纹的轴向工作载荷，增强螺纹寿命，从而增加整体籽晶杆的寿命。2.籽晶杆下端的倒三角型结构，其中两个角进行倒圆角处理，可减小工作时的局部应力，减小形变，提高寿命。3.使用籽晶夹内螺纹套筒对籽晶夹和籽晶进行固定，减小了籽晶夹纵向的形变，增强了籽晶夹的强度，保证了籽晶夹与籽晶连接的稳定性。传统的籽晶杆与籽晶夹总成的尺寸，随单晶尺寸的增大而成套增大，对生长其它尺寸晶体适应性不强。本专利技术中籽晶杆内螺纹套筒可设计为直筒型或阶梯型。阶梯型内螺纹套筒可应变多种籽晶尺寸、晶体重量的变化，同一型号的籽晶杆可连接多种尺寸的籽晶夹总成，可减少籽晶杆设计和制造的费用，从而降低生产成本。附图说明图1为籽晶杆结构示意图；图2为籽晶杆内冷却水流动示意图；图3为本技术结构示意图；图4为籽晶杆内螺纹套筒结构示意图；图5为籽晶夹内螺纹套筒结构示意图；图6为籽晶杆装配示意图；图7为籽晶杆与套筒装配示意图；图8为籽晶杆连接大尺寸籽晶夹总成装配示意图；图9为阶梯内螺纹套筒结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细说明：结合图1-9，本实施例图1为籽晶杆结构示意图，该籽晶杆1的上端设有与单晶炉顶端伺服电机连接的结构2。籽晶杆的下端设有倒三角型结构3，此结构焊接一层铜材料，且外圆表面焊接铜材料制成的螺纹结构4。图2为籽晶杆内冷却水流动示意图，籽晶杆为圆管结构，内部设有外管5和内管6结构，冷却水由内管流入，从外管流出。图3为籽晶夹总成结构示意图，该籽晶夹总成7由籽晶连杆8和籽晶夹9组成，其中籽晶连总成上端设有倒三角型镂空结构10，且外圆表面焊接铜材料制成的螺纹结构11。籽晶夹的外圆表面设有螺纹结构12。图4为籽晶杆内螺纹套筒结构示意图，籽晶杆内螺纹套筒13的内径设有螺纹结构。图5为籽晶夹内螺纹套筒结构示意图，籽晶夹内螺纹套筒14的内径设有螺纹结构。图6为籽晶杆装配示意图，安装时，将籽晶杆的下端与籽晶夹总成的上端结构进行插接，图7为籽晶杆与套筒装配示意图，使用籽晶杆内螺纹套筒将两结构螺纹连接。安装籽晶时，籽晶与籽晶夹进行装配，使用籽晶夹内螺纹套筒将两结构螺纹固定，保证籽晶与籽晶夹连接的稳定性。图8为籽晶杆连接大尺寸籽晶夹总成装配示意图。当增大单晶尺寸时，籽晶夹总成的直径增大。此时，更换为阶梯内螺纹套筒连接紫荆港与籽晶夹总成结构，保证了不同尺寸籽晶杆与籽晶夹总成的稳定连接。图9为阶梯内螺纹套筒结构示意图，阶梯内螺纹套筒15的内径均设有螺纹结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，其特征在于该结构包括籽晶杆、籽晶夹总成、籽晶杆内螺纹套筒和籽晶夹内螺纹套筒，籽晶夹总成由籽晶连杆和籽晶夹组成，籽晶夹总成的上端设有倒三角型镂空结构，籽晶杆的下端设有倒三角型结构，籽晶杆的下端与籽晶夹总成的上端结构插接，通过籽晶杆内螺纹套筒连接两结构螺纹，籽晶与籽晶夹装配，通过籽晶夹内螺纹套筒固定两结构螺纹。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，其特征在于该结构包括籽晶杆、籽晶夹总成、籽晶杆内螺纹套筒和籽晶夹内螺纹套筒，籽晶夹总成由籽晶连杆和籽晶夹组成，籽晶夹总成的上端设有倒三角型镂空结构，籽晶杆的下端设有倒三角型结构，籽晶杆的下端与籽晶夹总成的上端结构插接，通过籽晶杆内螺纹套筒连接两结构螺纹，籽晶与籽晶夹装配，通过籽晶夹内螺纹套筒固定两结构螺纹。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，其特征在于所述的籽晶杆整体为圆柱形中空结构，籽晶杆设有内管和外管，内管位于外管正中位置，籽晶杆的上端设有与单晶炉顶端伺服电机连接的结构；籽晶杆的下端设有倒三角型结构，其中两个角设置倒圆角，整体表面焊接1-2mm铜，籽晶杆下端的圆柱外表面设有螺纹。3.根据权利要求2所述的一种大尺寸蓝宝石单晶炉的籽晶杆结构，其特征在于所述的籽晶杆直径为20-50mm，籽晶杆下端的倒三角型结构的高度为30-70mm，其倒圆角半径为5-15...

【专利技术属性】
技术研发人员：左洪波，杨鑫宏，李铁，袁帅，
申请(专利权)人：哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23