一种热等静压氨热法反应釜制造技术

本发明专利技术公开了一种热等静压氨热法反应釜，包括釜体组件、釜盖组件和卡箍（3），釜盖组件设置在釜体组件上端面，釜体组件内部开有反应腔室，釜体组件上端面和釜盖组件下端面的接触面间设置有密封圈（4），釜体组件与釜盖组件通过周向设置的卡箍（3）紧固连接且产生密封预紧力，釜盖组件开有用于充装氨气的贯通釜体组件反应腔室的进气口，釜盖组件、釜体组件、密封圈（4）和卡箍（3）采用镍基合金材料制成，这样反应釜既能承受高压又能耐腐蚀，并且结构相对简单具有高温力学性能。具有高温力学性能。具有高温力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热等静压氨热法反应釜


[0001]本专利技术涉及一种反应釜，尤其涉及一种热等静压氨热法制备氮化镓单晶材料的反应釜。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体核心材料之一，具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优良特性，是制作宽波谱、高功率、高效率光电子、电力电子和微电子的理想材料。氨热法是一种在高温高压下从过饱和临界氨中培养晶体的方法，氨热法制备氮化镓单晶材料是在反应釜中进行的，反应釜分为放有培养氮化镓原料的溶解区和悬挂氮化镓籽晶的结晶区，釜内填装氨气和辅助原料溶解的矿化剂，由于结晶区与溶解区之间有温差而产生对流，将溶解区的饱和溶液带至结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶生长。溶解度降低并已析出了部分溶质的溶液又流向溶解区，溶解培养料，如此循环往复，使籽晶得以连续不断地长大。反应釜安装在热等静压机内，利用热等静压机内设计的生长炉温差特性，使反应釜内的温度产生温差，反应釜内形成高低温两个区域，即结晶区和溶解区，氮化镓在反应釜内的溶解度的不同产生结晶，是热等静压机的一种工艺应用。一般用于生长氮化镓的反应釜包括釜体组件和与釜体组件密封连接的釜盖组件。热等静压氨热法反应釜虽然内部有氨等碱性物质以及酸性矿化剂，内外部具有8OMPa轴向以及径向高压气体，但由于热等静压机内压差不大约20MPa，或者更加相近，因此反应釜的密封结构、受压结构与传统反应釜不同，因此，需要全新设计一种既能承受高压又能耐腐蚀，并且结构相对简单具有高温力学性能的热等静压氨热法反应釜。

技术实现思路
/>[0003]本专利技术的目的是提供一种既能承受高压又能耐腐蚀，并且结构相对简单具有高温力学性能的热等静压氨热法反应釜。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：一种热等静压氨热法反应釜，其特征在于：包括釜体组件、釜盖组件和卡箍，所述的釜盖组件设置在所述的釜体组件上端面，所述的釜体组件内部开有反应腔室，所述的釜体组件上端面和所述的釜盖组件下端面的接触面间设置有密封圈，所述的釜体组件与所述的釜盖组件通过周向设置的卡箍紧固连接且产生密封预紧力，所述的釜盖组件开有用于充装氨气的贯通所述的釜体组件反应腔室的进气口，所述的釜盖组件、所述的釜体组件、所述的密封圈和所述的卡箍采用镍基合金材料制成。
[0005]进一步，所述的釜盖组件，包括端盖和上内衬套，所述的端盖是下部设置有突缘的柱体，所述的端盖底面开有内凹腔，所述的内凹腔内固装有用于把所述的端盖和所述的釜体组件内酸性气体隔离并密封的所述的上内衬套，所述的端盖顶面开有用于充装氨气的进气口，所述的进气口贯通所述的端盖和所述的上内衬套，所述的进气口与充装氨气的连接管连接的超高压接头螺接，所述的上内衬套下端面设置有安装所述的密封圈的密封凹槽。
[0006]进一步，所述的釜体组件包括釜体、下内衬环套、衬套组件、球形底座和下封头，所
述的釜体是上端带突缘的筒形体，所述的釜体上端面开有凹腔，所述的下内衬环套通过螺钉固装在所述的凹腔内，所述的下内衬环套上端面设置有与所述的端盖的上内衬套的密封凹槽配合安装密封圈的凹环槽，所述的釜体的筒形体内设置所述的衬套组件，所述的衬套组件的上端与所述的下内衬环套的下端焊接固连，所述的衬套组件内部开有反应腔室，所述的衬套组件下端与所述的球形底座的上端接触，所述的球形底座的下端与所述的下封头上端接触，所述的下封头螺接在所述的釜体内。
[0007]进一步，所述的釜体长径比为12：1，采用整体锻造制成。
[0008]进一步，所述的釜体外表面开有打多个用于热电偶测温的测量孔。
[0009]进一步，所述的衬套组件包括内衬桶和支撑桶，所述的内衬桶的内壁形成所述的反应腔室，所述的内衬桶由银制成，所述的内衬桶装在所述的支撑桶中，所述的内衬桶与所述的支撑桶间采用孔填焊纯银材料连接。
[0010]进一步，所述的球形底座与所述的下封头间设置卡环台，所述的球形底座上表面与所述的支撑桶底部贴合，所述的球形底座中间开有通孔，所述的卡环台中间开有通孔，所述的下封头设置锯齿形外螺纹段，所述的釜体下部制出锯齿形内螺纹段，所述的下封头与所述的釜体通过锯齿形螺纹连接。
[0011]进一步，所述的卡箍是一对对置的呈半圆形的弓形体，所述的一对对置的弓形体内表面开有周向槽，所述的周向槽卡扣在所述的端盖和所述的釜体的突缘上，所述的一对对置的弓形体上开有相互对置的螺栓通孔，所述的一对对置的弓形体通过设在所述的螺栓通孔的拉紧螺栓和螺母紧固连接。
[0012]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜，强度结构部分包括所述的端盖、密封圈、卡箍、釜体，密封结构部分包括所述的上内衬套、密封圈和下内衬环套，通过所述的卡箍施加稳定的紧固力和密封预紧力，实现紧固密封连接；所述的衬套组件、球形底座、卡环台和下封头通过锯齿形螺纹承受轴向压力，这样既能承受高压又能耐腐蚀，并且结构相对简单具有高温力学性能。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜的结构示意图。
[0014]图2是本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜釜盖组件的示意图。
[0015]图3是本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜釜体组件的结构示意图。
[0016]图4是本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜卡箍的立体示意图。
[0017]图中，1.端盖，2.釜体，3.卡箍，4.密封圈，11.上内衬套，12.连接管，13.超高压接头，21.下内衬环套，22.衬套组件，23.球形底座，24.卡环台，25下封头，31.螺栓通孔，201.内衬桶，202.支撑桶。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0019]图1至图4示出了本专利技术的一种热等静压氨热法反应釜，其特征在于：包括釜体组件、釜盖组件和卡箍3，所述的釜盖组件设置在所述的釜体组件上端面，所述的釜体组件内部开有反应腔室，所述的釜体组件上端面和所述的釜盖组件下端面的接触面间设置有密封
圈4，所述的釜体组件与所述的釜盖组件通过周向设置的卡箍3紧固连接且产生密封预紧力，使所述的密封圈4密封住内外气体，所述的釜盖组件开有用于充装氨气的贯通所述的釜体组件反应腔室的进气口，所述的釜盖组件、所述的釜体组件、所述的密封圈4和所述的卡箍3采用镍基合金材料制成。
[0020]所述的釜盖组件，包括端盖1和上内衬套11，所述的端盖1是下部设置有突缘的柱体，所述的端盖1底面开有内凹腔，所述的内凹腔内固装有用于把所述的端盖1和所述的釜体组件内酸性气体隔离并密封的所述的上内衬套11，所述的端盖1顶面开有用于充装氨气的进气口，所述的进气口贯通所述的端盖1和所述的上内衬套11，所述的进气口与充装氨气的连接管12连接的超高压接头12螺接，所述的上内衬套11下端面设置有安装所述的密封圈4的密封凹槽，所述的端盖1材料是镍基合金GH4169，所述的上内衬套11材料是镍基合金706，镍基合金706材料表面有镀银层或者喷银层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热等静压氨热法反应釜，其特征在于：包括釜体组件、釜盖组件和卡箍（3），所述的釜盖组件设置在所述的釜体组件上端面，所述的釜体组件内部开有反应腔室，所述的釜体组件上端面和所述的釜盖组件下端面的接触面间设置有密封圈（4），所述的釜体组件与所述的釜盖组件通过周向设置的卡箍（3）紧固连接且产生密封预紧力，所述的釜盖组件开有用于充装氨气的贯通所述的釜体组件反应腔室的进气口，所述的釜盖组件、所述的釜体组件、所述的密封圈（4）和所述的卡箍（3）采用镍基合金材料制成。2.根据权利要求1所述的一种热等静压氨热法反应釜，其特征在于：所述的釜盖组件，包括端盖（1）和上内衬套（11），所述的端盖（1）是下部设置有突缘的柱体，所述的端盖（1）底面开有内凹腔，所述的内凹腔内固装有用于把所述的端盖（1）和所述的釜体组件内酸性气体隔离并密封的所述的上内衬套（11），所述的端盖（1）顶面开有用于充装氨气的进气口，所述的进气口贯通所述的端盖（1）和所述的上内衬套（11），所述的进气口与充装氨气的连接管（12）连接的超高压接头（13）螺接，所述的上内衬套（11）下端面设置有安装所述的密封圈（4）的密封凹槽。3.根据权利要求2所述的一种热等静压氨热法反应釜，其特征在于：所述的釜体组件包括釜体（2）、下内衬环套（21）、衬套组件（22）、球形底座（23）和下封头（25），所述的釜体（2）是上端带突缘的筒形体，所述的釜体（2）上端面开有凹腔，所述的下内衬环套（21）通过螺钉固装在所述的凹腔内，所述的下内衬环套（21）上端面设置有与所述的端盖（1）的上内衬套（11）的密封凹槽配合安装密封圈（4）的凹环槽，所述的釜体（2）的筒形体内设置所述的衬套组件（22），所述的衬套组件（22）的上端与所述的下内衬环套（21）的下端焊接固连，所述的衬套组件（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张潇，乔焜，杨波，张言平，何晓，
申请(专利权)人：国镓芯科深圳半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：