本申请提供一种坩埚口保温结构，包括嵌合中保温外层，以及嵌合在嵌合中保温外层内的嵌合中保温内层，嵌合中保温内层设置在热场结构中坩埚口的顶端，嵌合中保温外层套设在嵌合中保温内层外围，并设置在热场结构中侧保温层之间；嵌合中保温外层与嵌合中保温内层的连接处不完全咬合，嵌合中保温外层与嵌合中保温内层之间预留中心孔。通过在传统的热场结构中设置相互嵌合的嵌合中保温外层以及嵌合中保温内层，能够使得传统的热场结构在放大中保温及侧保温尺寸之后，有效的填补了中保温、坩埚与侧保温之间的间隙，阻挡热量从中保温及侧保温所形成的间隙处散失，节约能耗，提高了经济效率，为构建适合大公斤级晶体生长的热场梯度提供了良好的辅助作用。了良好的辅助作用。了良好的辅助作用。
【技术实现步骤摘要】
一种坩埚口保温结构
[0001]本申请涉及泡生法蓝宝石单晶生长的
，具体涉及到一种坩埚口保温结构。
技术介绍
[0002]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。
[0003]蓝宝石晶体生长有多种方法，目前为商家普遍采用的方法主要为泡生法。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，利用掏棒的方式沿图1中的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。
[0004]在蓝宝石热场体系结构中，坩埚口中保温作为形成坩埚内熔体液面处轴、径向梯度的最基础组成部件，同时承担节能降耗的功能，通过精心的设计各组成部件从而形成一个较密封的几何腔室，进而提供蓝宝石在2000℃以上的最佳长晶环境。
[0005]在相关技术中，传统钨钼混合热场蓝宝石单晶炉的中保温通常由钨钼片组合而成，如图2中所示其结构介绍如下：中保温结构由8
‑
15层钨、钼片或钨钼合金构成，其中最下层为钨盖板，其余为钼片，钼片通过U型钼片间隔，片与片之间形成3mm
‑
5mm的间隙。由于生长炉内部的高温以及特殊的温度场分布，随着泡生法技术的革新，晶体重量逐步增大至目前的400kg以上，目前采用的方式是随着晶体直径的增大，将坩埚口中保温及侧保温屏按照原始结构的直接放大，但是该种实现方式会导致中保温、坩埚与侧保温的间隙增大，如图3所示，使得散热损失急剧增大,造成长晶能耗增加，经济性变差。
技术实现思路
[0006]本申请提供了一种坩埚口保温结构，以解决传统解决晶体直径增大，单纯放大坩埚口中保温及侧保温屏尺寸造成的散热损失急剧增大,长晶能耗增加，经济性变差的问题。
[0007]本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
[0008]一种坩埚口保温结构，包括嵌合中保温外层，以及嵌合在所述嵌合中保温外层内的嵌合中保温内层，所述嵌合中保温内层设置在热场结构中坩埚口的顶端，所述嵌合中保温外层套设在所述嵌合中保温内层外围，并设置在热场结构中侧保温层之间；
[0009]所述嵌合中保温外层与所述嵌合中保温内层的连接处不完全咬合，所述嵌合中保温外层与所述嵌合中保温内层之间预留中心孔。
[0010]可选的，所述热场结构包括设置在坩埚外围表面的侧保温层，所述侧保温层包括
上侧保温层和下侧保温层，所述嵌合中保温外层设置在所述上侧保温层和下侧保温层之间。
[0011]可选的，所述嵌合中保温外层的内沿设置若干第一内凹槽，每个所述第一内凹槽通过若干第一外凸面连接，所述第一内凹槽与第一外凸面间隔设置；
[0012]所述嵌合中保温内层的外沿设置若干第二内凹槽，每个所述第二内凹槽通过第二外凸面连接，所述第二内凹槽与第二外凸面间隔设置；
[0013]其中，所述嵌合中保温外层与嵌合中保温内层设置在热场结构中时，所述第一外凸面与第二外凸面连接，所述第一内凹槽与第二内凹槽形成所述中心孔。
[0014]可选的，所述中心孔的结构为圆形、方形或梯形。
[0015]可选的，所述嵌合中保温外层、嵌合中保温内层以及侧保温层的保温材料为氧化锆纤维、陶瓷或者石墨的耐高温材料。
[0016]可选的，所述嵌合中保温外层、嵌合中保温内层的厚度为30mm
‑
50mm。
[0017]可选的，所述中心孔用于热场结构中加热装置的加热棒穿过，所述中心孔的直径大于所述加热棒的直径。
[0018]本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：
[0019]本申请提供一种坩埚口保温结构，包括嵌合中保温外层，以及嵌合在嵌合中保温外层内的嵌合中保温内层，嵌合中保温内层设置在热场结构中坩埚口的顶端，嵌合中保温外层套设在嵌合中保温内层外围，并设置在热场结构中侧保温层之间；嵌合中保温外层与嵌合中保温内层的连接处不完全咬合，嵌合中保温外层与嵌合中保温内层之间预留中心孔。本申请技术方案在传统的热场结构中设置相互嵌合的嵌合中保温外层以及嵌合中保温内层，能够使得传统的热场结构在放大中保温及侧保温尺寸之后，有效的填补了中保温、坩埚与侧保温之间的间隙，阻挡热量从中保温及侧保温所形成的间隙处散失，节约能耗，提高了经济效率，为构建适合大公斤级晶体生长的热场梯度提供了良好的辅助作用。
附图说明
[0020]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本申请提供的单晶生长方向结构示意图；
[0022]图2为本申请提供的现有钨钼混合热场蓝宝石单晶炉的中保温；
[0023]图3为本申请提供的现有热场结构示意图；
[0024]图4为本申请实施例提供的热场结构示意图；
[0025]图5为本申请实施例提供的嵌合中保温内层结构示意图；
[0026]图6为本申请实施例提供的嵌合中保温外层结构示意图；
[0027]图7为本申请实施例提供的嵌合中保温内层与嵌合中保温外层嵌合后结构示意图。
[0028]附图标记说明：
[0029]1‑
嵌合中保温外层，2
‑
嵌合中保温内层，3
‑
坩埚口，4
‑
侧保温层，41
‑
上侧保温层，42
‑
下侧保温层，5
‑
中心孔，11
‑
第一内凹槽，12
‑
第一外凸面，21
‑
第二内凹槽，22
‑
第二外凸
面，6
‑
加热棒。
具体实施方式
[0030]为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0031]在蓝宝石热场体系结构中，坩埚口中保温作为形成坩埚内熔体液面处轴、径向梯度的最基础组成部件，同时承担节能降耗的功能，通过精心的设计各组成部件从而形成一个较密封的几何腔室，进而提供蓝宝石在2000℃以上的最佳长晶环境。现有钨钼混合热场蓝宝石单晶炉的中保温通常由钨钼片组合而成，如图2中所示，中保温本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种坩埚口保温结构，其特征在于，包括嵌合中保温外层(1)，以及嵌合在所述嵌合中保温外层(1)内的嵌合中保温内层(2)，所述嵌合中保温内层(2)设置在热场结构中坩埚口(3)的顶端，所述嵌合中保温外层(1)套设在所述嵌合中保温内层(2)外围，并设置在热场结构中侧保温层(4)之间；所述嵌合中保温外层(1)与所述嵌合中保温内层(2)的连接处不完全咬合，所述嵌合中保温外层(1)与所述嵌合中保温内层(2)之间预留中心孔(5)。2.根据权利要求1所述的坩埚口保温结构，其特征在于，所述热场结构包括设置在坩埚外围表面的侧保温层(4)，所述侧保温层(4)包括上侧保温层(41)和下侧保温层(42)，所述嵌合中保温外层(1)设置在所述上侧保温层(41)和下侧保温层(42)之间。3.根据权利要求1所述的坩埚口保温结构，其特征在于，所述嵌合中保温外层(1)的内沿设置若干第一内凹槽(11)，每个所述第一内凹槽(11)通过若干第一外凸面(12)连接，所述第一内凹槽(11)与第一外凸面(12)间隔设置；所述嵌合中保温内层...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，于海群，邱超，白伟，
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：
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