一种铱坩埚制造技术

本发明专利技术属于坩埚加工技术领域，尤其是一种铱坩埚，包括铱坩埚本体，铱坩埚本体由铱板组成，铱板区分设置为埚底及埚壁；铱坩埚本体的埚壁设置有强化装置，强化装置对铱坩埚本体的埚壁进行改进，使其适用于高熔点晶体的生长，增加铱坩埚本体的使用寿命，强化装置包括有埚帮下端。该铱坩埚，通过设置强化装置，对铱坩埚本体的埚壁进行优化，从而在节约成本的前提下，铱坩埚装置的热应力不会因此而降低。在调节的过程中，通过采用等寿命原理，使用差异减薄的方式，对铱坩埚本体的埚帮上端进行积极减薄，但埚帮下端减薄较少，从而形成梯度，再对其进行焊接，从而实现了对铱坩埚在壁厚减薄过程中进行厚度优化，同时解决了生产成本。同时解决了生产成本。同时解决了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种铱坩埚


[0001]本专利技术涉及坩埚加工
，尤其涉及一种铱坩埚。

技术介绍

[0002]铱坩埚使用贵金属铱作为原料，由于铱价值昂贵，近年来铱坩埚的壁厚持续减薄，经过多年持续减薄，铱坩埚的壁厚只有初始设计值的～60％，而坩埚的热负荷不变。
[0003]由于温度控制的需要，坩埚埚壁的下端是温度最高区域，比埚壁上端的温度约高100～150摄氏度。当生长熔点较高的人工晶体时，如LYSO的熔点为2150摄氏度，坩埚埚帮底部的温度十分接近铱的熔点，如图3所示。
[0004]铱坩埚置于中频感应器中，因感应涡流而发热。受集肤效应的影响，电流集中在坩埚的外侧，热量传导和均匀化需要有一定的壁厚。壁厚太薄时，对热量的均匀化功能就会减弱，接近极限时，该区域就容易出现早期损坏，造成坩埚使用寿命降低。
[0005]另一方面，由于在晶体制备过程中，当一个晶体提拉周期完成时，往往需要经过降温、加料、再升温过程，在这个过程中，坩埚底部往往一直残余有晶体原料，这些晶体原料在固态和液态时具有不同的密度，从而使坩埚经历一次变形，当坩埚使用周期越长时，这种效果更佳明显，如图4所示，这种不断的变形，极易使坩埚从底部开裂，造成漏料事故。再一方面，由于在晶体生长过程中，往往需要旋转晶体，导致坩埚中的熔融原料随着发生旋转运动，当温度较低或者长时间使用时，坩埚底部会发生拧底现象，造成坩埚使用寿命降低。

技术实现思路

[0006]基于现有的铱坩埚使用寿命低的技术问题，本专利技术提出了一种铱坩埚。
[0007]本专利技术提出的一种铱坩埚，包括铱坩埚本体，所述铱坩埚本体由埚底及埚壁组成；
[0008]所述铱坩埚本体所用铱原料符合GB/T 1422中铱粉纯度不低于SM
‑
Ir99.95牌号的要求。
[0009]优选地，所述埚底及所述埚壁作为主要的构成结构具有一定的厚度，具体可根据提拉晶体的尺寸来设定，本文以所述铱坩埚本体直径为134mm，高度为130mm，所述埚底厚度为2.5
±
0.1mm为例；
[0010]优选地，所述埚底与所述埚壁采用弧焊方式进行焊接；
[0011]优选地，所述埚壁包含埚帮下端及埚帮上端，即所述埚帮下端与所述埚底焊接，所述埚帮上端与所述埚帮下端采用差异减薄的方式进行设计，即所述埚帮下端厚度介于所述埚底及所述埚帮上端的厚度之间，本文所述埚帮上端的厚度值为1.8mm,即所述埚帮下端的厚度值介于1.8mm
‑
2.5mm，所述埚帮上端与所述埚帮下端焊接；
[0012]通过上述技术方案，由于温度控制的需要，铱坩埚本体埚壁的埚帮下端是温度最高区域，比埚帮上端的温度约高100～150度，所以对埚帮上端与埚帮下端采用等寿命理念，即对埚帮上端进行积极减薄，但埚帮的下部减薄较少，从而形成梯度，但埚帮下端的厚度取值于埚底与埚帮上端之间，所以三者之间的厚度接近，可进行匹配进行焊接，梯度式的焊接
方式可增强铱坩埚本体内壁的热应力，消除铱坩埚本体的局部熔穿，且因为铱价值昂贵，梯度式的埚壁焊接方式可大大降低生产成本，节约资源。
[0013]优选地，所述埚壁上端、所述埚壁下端及所述埚底厚度对称均匀；
[0014]优选地，所述埚壁上端、所述埚壁下端及所述埚底内表面平整光滑；
[0015]优选地，所述铱坩埚本体生长晶体包括提拉法装置，所述提拉法装置设置有所述铱坩埚本体、提拉杆、籽晶及加热系统；
[0016]本专利技术中的有益效果为：
[0017]通过设置强化装置，对铱坩埚本体的埚壁进行优化，从而在节约成本的前提下，铱坩埚装置的热应力不会因此而降低。在调节的过程中，通过采用等寿命原理，使用差异减薄的方式，对铱坩埚本体的埚帮上端进行积极减薄，而对埚帮下端进行加厚处理，从而形成梯度，再对其与埚底进行焊接，从而实现了对铱坩埚在壁厚减薄过程中进行厚度优化，从而提高了坩埚的使用寿命。
附图说明
[0018]图1是现有采用铱坩埚进行晶体生长的示意图；
[0019]图2为本专利技术提出的一种异形铱坩埚的示意图；
[0020]图3为本专利技术提出的一种异形铱坩埚的提拉法装置结构正视图。
[0021]图4为本专利技术提出的一种异性铱坩埚埚底结构示意图。
[0022]图5为本申请铱坩埚使用6个周期后埚壁图片；
[0023]图6为常规铱坩埚使用6个周期后埚壁图片；
[0024]图7为本申请加厚托铱坩埚使用6个周期后底部照片；
[0025]图8为常规铱坩埚使用6个周期后底部俯视照片；
[0026]图9为常规铱坩埚使用6个周期后底部仰视照片。
[0027]图中：1、铱坩埚本体；2、埚底；3、埚壁；4、强化装置；41、埚帮下端；42、埚帮上端；5、提拉法装置；51、提拉杆；52、籽晶；53、加热系统。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]参照图1
‑
9，一种铱坩埚，包括铱坩埚本体1，铱坩埚本体1由铱板组成，铱板区分设置为埚底2及埚壁3；
[0030]铱板所用铱原料符合GB/T 1422中铱粉纯度不低于SM
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Ir99.95牌号的要求，铱坩埚本体1的埚壁3设置有强化装置4，强化装置4对铱坩埚本体1的埚壁3进行改进，使其适用于高熔点晶体的生长，增加铱坩埚本体1的使用寿命，强化装置4包括有埚帮下端41；
[0031]埚底2及埚壁3作为主要的构成结构具有一定的厚度，具体可根据晶体的大小来设定，本文以铱坩埚本体1直径为134mm，高度为130mm，埚底2厚度为2.5
±
0.1mm为例，埚底2与埚壁3采用焊接，具体为轧制焊接，轧制焊接具有表面平整光滑，内部结构致密，且壁厚均匀，适于晶体生长所需的对称温度场，可加工大尺寸、异型、薄壁铱坩埚等特点；
[0032]埚壁3包含埚帮下端41及埚帮上端42，即埚帮下端41与埚底2焊接，埚帮上端42与
埚帮下端41采用差异减薄的方式进行设计，即埚帮下端41厚度介于埚底2及埚帮上端42的厚度之间，本文埚帮上端42的厚度值为1.8mm,即埚帮下端41的厚度值介于1.8mm
‑
2.5mm，埚帮上端42与埚帮下端41焊接，由于温度控制的需要，铱坩埚本体1埚壁3的埚帮下端41是温度最高区域，比埚帮上端42的温度约高100～150度，所以对埚帮上端42与埚帮下端41采用等寿命理念，即对埚帮上端42进行积极减薄，但埚帮的下部减薄较少，从而形成梯度，但埚帮下端41的厚度取值于埚底2与埚帮上端42之间，所以三者之间的厚度接近，可进行匹配进行焊接，梯度式的焊接方式可增强铱坩埚本体1内壁的热应力，消除铱坩埚本体1的局部熔穿，且因为铱价值昂贵，梯度式的埚壁3焊接方式可大大降低生产成本，节约资源；
[0033]埚帮上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铱坩埚，包括铱坩埚本体(1)，所述铱坩埚本体(1)由埚壁(3)和埚底(2)组成，其特征在于：所述埚壁(3)的厚度从与埚底(2)接触部位开始向埚口逐渐变小。2.根据权利要求1所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述埚底(2)及所述埚壁(3)作为主要的构成结构具有一定的厚度，具体可根据提拉晶体的尺寸来设定，本文以所述铱坩埚本体(1)直径为134mm，高度为130mm，所述埚底(2)厚度为2.5
±
0.1mm为例。3.根据权利要求1所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述埚底(2)与所述埚壁(3)采用弧焊方式进行焊接。4.根据权利要求1所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述埚壁(3)包含所述埚帮下端(41)及埚帮上端(42)，即所述埚帮下端(41)与所述埚底(2)焊接，所述埚帮上端(42)与所述埚帮下端(41)采用差异减薄的方式进行设计，即所述埚帮下端(41)厚度介于所述埚底(2)及所述埚帮上端(42)的厚度之间，本文所述埚帮上端(42)的厚度值为1.8mm,即所述埚帮下端(41)的厚度值介于1.8mm
‑
2.5mm，所述埚帮上端(42)与所述埚帮下端(41)焊接。5.根据权利要求4所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述埚帮上端(42)、所述埚帮下端(41)及所述埚底(2)厚度对称均匀。6.根据权利要求1所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述埚底(2)中心区域的厚度大于边缘区域。7.根据权利要求6所述的一种铱坩埚，其特征在于：所述中心区域的直径与所述埚底(2)直径的比值为2/3～1/5。8.一种制备如权利要求1所述铱坩埚本体的方法，其特征在于，包括：将待轧铱板加热至1200℃～1600℃，并保温2～60min；将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岩，杨德江，
申请(专利权)人：陕西三毅有岩材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：