【技术实现步骤摘要】
本技术属于材料工程，尤其涉及一种单晶生长分离一体化装置以及系统。
技术介绍
1、助熔剂法是一种常见的晶体生长方法，它利用辅助熔剂或助熔剂来实现单晶的生长。在助熔剂法中，待生长的物质通常以粉末或块状形式与助熔剂混合，并在高温下进行熔化。通过适当的温度控制和晶体生长条件，助熔剂可以促进单晶的生长，减少晶体中的缺陷和杂质。助熔剂法制备单晶在许多领域中都有应用，包括材料科学、电子器件制造、光学、半导体工业等。通过控制晶体生长条件和选择合适的助熔剂，可以获得高质量、大尺寸和低缺陷的单晶材料，用于研究、工程应用和新材料开发。
2、助熔剂法制备单晶的优点是多方面的。首先，它适用性广泛，几乎适用于所有材料，因为几乎总能找到适合的助熔剂，从中生长出单晶。其次，相比其他方法，助熔剂法可以在相对较低的温度下生长单晶，适用于许多难熔的化合物和容易挥发或由于变价而分解产生气体的材料，以及非同成分的熔融化合物。第三，通过助熔剂法生长的晶体具有较小、更均匀完整的热应力。第四，该方法所需的设备相对简单，温度测量和控制对于坩埚或单晶炉发热体来说相对容易，因此成为研究的热门领域之一。
3、助熔剂法制备单晶的原理是通过添加助熔剂来降低物料的熔点，使晶体的原始成分在高温下溶解于低熔点的助熔剂溶液中，形成均匀的饱和溶液。然后，通过缓慢降低温度，形成过饱和溶液，并在常压下析出所需的单晶晶体。最后，通过去除助熔剂来获得单晶材料。
4、助熔剂法制备单晶的工艺流程可以概括为以下几个步骤：确定熔盐共融温度、制备反应物、生长单晶、单晶与助熔剂的分
5、综上所述，在助熔剂法制备单晶的工艺中，单晶与助熔剂的分离是非常关键的一步。目前，去除助熔剂的方法主要是利用能够与助熔剂发生化学反应的酸碱溶液等溶液进行分离。然而，这些酸碱溶液常常也可以与生成的单晶发生反应，导致单晶溶解，限制了该方法的应用范围。另外，选择单晶物料中含有的低熔点金属作为助熔剂可以避免对单晶造成成分污染，但同时也增加了使用化学反应方法实现晶体与助熔剂分离的难度。
6、另一种分离方法是利用物理离心法来实现单晶与助熔剂的分离。离心利用离心机中高速旋转的转鼓产生强大的离心力，加快溶液中固体的沉降速度，从而分离具有不同沉降系数和浮力密度的物质。在离心之前，目前通过高温玻璃管将混合熔液导入离心机进行分离。然而，这种方法存在玻璃管破碎以及影响单晶结构和性能的问题。因此，目前还没有一种安全高效的装置能够将高温熔融混合溶液安全地导入离心机进行分离，这是一个待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种解决目前通过物理离心方法实现高温熔融混合溶液中单晶与助熔剂分离的相关装备在安全高效方面存在欠缺的问题单晶生长分离一体化装置以及系统。
2、本技术是这样实现的，一种单晶生长分离一体化装置，其特征在于：包括上箱体、下箱体、隔层部件、单晶生长总成和离心分离总成，所述上箱体位于所述下箱体的上方，所述上箱体的下部与所述下箱体的上部通过溶液流通道连通；所述隔层部件安装于所述溶液流通道，所述隔层部件具有打开和关闭状态，在所述隔层部件打开状态下，所述上箱体和下箱体通过溶液流通道连通；在所述隔层部件关闭状态下，所述上箱体内部形成与所述下箱体隔断的密封腔室；用于单晶的生长的所述单晶生长总成设置于所述上箱体内；用于单晶与助熔剂分离的所述离心分离总成设置于所述下箱体内。
3、在上述技术方案中，优选的，所述溶液流通道是设于所述上箱体下部的锥形筒体，所述隔层部件设于所述溶液流通道的内侧上部。
4、在上述技术方案中，优选的，所述溶液流通道为倒置的四棱形锥形筒体构造，所述隔层部件包括四个密封板，四个所述密封板通过翻转轴安装于所述溶液流通道的上部边缘，四个所述密封板构成封闭与所述溶液流通道内侧上部的矩形密封板，向下翻转的所述密封板令所述上箱体和下箱体通过溶液流通道连通。
5、在上述技术方案中，优选的，所述上箱体包括密封仓门和观察窗。
6、在上述技术方案中，优选的，所述单晶生长总成包括翻转机构、坩埚和感应线圈，所述坩埚安装于所述翻转机构，所述翻转机构用于驱动所述坩埚翻转，所述感应线圈绕装于所述坩埚。
7、在上述技术方案中，优选的，所述翻转机构包括翻转轴以及通过齿轮与所述翻转轴连接的翻转驱动器。
8、在上述技术方案中，优选的，所述翻转轴的两端通过轴承安装于所述上箱体的内壁，所述坩埚安装于所述翻转轴的中部，所述坩埚以所述翻转轴作为支轴安装于所述上箱体内。
9、在上述技术方案中，优选的，所述感应线圈连接导电滑环组件，所述导电滑环组件包括定子和以回转的方式安装于定子的转子，所述定子与转子电连接，所述定子固定于所述上箱体且设有定子出线端，所述转子设有与所述感应线圈连接的转子出线端。
10、在上述技术方案中，优选的，所述离心分离总成为离心分离器，所述离心分离器设有位于所述溶液流通道正下方的进液口。
11、基于助熔剂法生长单晶原理及工艺、离心分离原理，同时以“单晶生长和安全物理分离一体化”为核心，本技术提出了一种单晶生长分离一体化装置，其独特的箱体结构设计为“粮仓型”，由上箱体和下箱体组成，两者之间通过倒置的锥形筒体连接。这一设计不仅实现了混合熔液在整体箱体中的工艺流程转换，克服了采用玻璃管存在的问题，还在装置内部形成了具有一定坡度的导流构造，促使混合熔液自上箱体中的单晶生长总成顺利导入下箱体中的离心分离总成。这种装置具有以下优点和效果：
12、1、提高操作安全性：通过采用箱体结构和倒置的锥形筒体连接，装置内部形成导流构造，有效防止混合熔液泄漏和溢出，提高操作安全性。
13、2、提高单晶质量：装置内部的导流构造使混合熔液在流动过程中更加均匀，有助于单晶生长的均匀性和完整性，提高单晶的质量。
14、3、降低制备成本：装置整体造价合理，符合常规仪器标准，降低了单晶制备的成本。
15、4、实现一体化设计：装置将单晶生长和物理分离过程整合在一起，实现了一体化设计，简化了操作流程，提高了制备效率。
16、综上所述，该单晶生长分离一体化装置的独特结构和设计使得单晶生长与分离过程更加安全、高效，能够提高单晶质量并降低制备成本，实现了单晶制备工艺的优化。
17、本技术的另一目的，提出一种单晶生长分离一体化系统，本系统装备有上述的单晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单晶生长分离一体化装置，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述溶液流通道是设于所述上箱体下部的锥形筒体，所述隔层部件设于所述溶液流通道的内侧上部。
3.根据权利要求2所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述溶液流通道为倒置的四棱形锥形筒体构造，所述隔层部件包括四个密封板，四个所述密封板通过翻转轴安装于所述溶液流通道的上部边缘，四个所述密封板构成封闭与所述溶液流通道内侧上部的矩形密封板，向下翻转的所述密封板令所述上箱体和下箱体通过溶液流通道连通。
4.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述上箱体包括密封仓门和观察窗。
5.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述单晶生长总成包括翻转机构、坩埚和感应线圈，所述坩埚安装于所述翻转机构，所述翻转机构用于驱动所述坩埚翻转，所述感应线圈绕装于所述坩埚。
6.根据权利要求5所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述翻转机构包括翻转轴以及通过齿轮与所述翻转轴连接的翻转驱动器。
<...【技术特征摘要】
1.一种单晶生长分离一体化装置，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述溶液流通道是设于所述上箱体下部的锥形筒体，所述隔层部件设于所述溶液流通道的内侧上部。
3.根据权利要求2所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述溶液流通道为倒置的四棱形锥形筒体构造，所述隔层部件包括四个密封板，四个所述密封板通过翻转轴安装于所述溶液流通道的上部边缘，四个所述密封板构成封闭与所述溶液流通道内侧上部的矩形密封板，向下翻转的所述密封板令所述上箱体和下箱体通过溶液流通道连通。
4.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述上箱体包括密封仓门和观察窗。
5.根据权利要求1所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述单晶生长总成包括翻转机构、坩埚和感应线圈，所述坩埚安装于所述翻转机构，所述翻转机构用于驱动所述坩埚翻转，所述感应线圈绕装于所述坩埚。
6.根据权利要求5所述的单晶生长分离一体化装置，其特征在于：所述翻转机构包括翻转轴以及通过齿轮与...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小明，王莉蓉，赵敏，何珺，刘国栋，刘影，李明航，贺泽晴，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：
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