坩埚支撑装置和蓝宝石长晶设备的制作方法

本实用新型涉及蓝宝石生长设备的技术领域，尤其是涉及一种坩埚支撑装置和蓝宝石长晶设备。

背景技术：

蓝宝石属于刚玉矿物，是除了钻石以外地球上最硬的天然矿物，化学成分是氧化铝，具有优良的物理性能、机械性能、化学性能以及红外透光性能，主要应用在微电子、航空航天、军工等领域。蓝宝石的长晶方法主要有：提拉法、坩埚下降法、热交换法和泡生法，另外，还有一些其他的方法：温度梯度法、焰熔法、导模法和水平结晶法。其中导模法又称边缘限定－薄膜供料法，是提拉法的一种变形，主要用于生长特定形状的晶体，针对的是硬度高和难于加工的单晶，其原理是将原料置于铱坩埚中，借由高调波感应加热器加热原料使之熔化，于坩埚中间放置一铱制模具，利用毛细作用让熔汤摊平于铱制模具的上方表面，形成以薄膜，放下晶种使之碰触到薄膜，于是薄膜在晶种的端面上结晶成与晶种相同结构的单晶，晶种再缓慢往上拉升，逐渐生长单晶，同时由坩埚中供应熔汤补充薄膜。采用导模法减少了后续的加工过程，可用于各类异形蓝宝石晶体。

现有技术中，为了使晶体在生长的过程中，晶体内没有外来气体和杂质，以及晶体内没有附带其他晶向的晶体，从而使籽晶生长出高品质的晶体，需要使用最低温度来熔化坩埚中的原料，这时，需要将坩埚直接放置在冷水底座上，使坩埚的底部直接与冷水底座上的低温气体接触，对坩埚内的原料进行熔化。

直接将坩埚的底部与冷水底座接触，虽然降低了坩埚底部的温度，降温快，但是，容易损坏坩埚的底部，降低了坩埚的使用寿命。为此，人们在坩埚与冷水座之间设置一个冷水杆，使冷水杆将冷水座内的低温热量直接传递至坩埚的底部，这样就提高了坩埚的使用寿命，减少了坩埚的损坏，然而冷水杆与坩埚底部之间的接触面积比较小，坩埚的底部传递的温度不均匀，降低了坩埚的使用寿命，影响了坩埚内化料的效果，使冷水底座的热量利用率降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种坩埚支撑装置，以解决现有技术中存在的，在坩埚与冷水底座之间设置冷水杆，冷水杆传递至坩埚的温度不均匀，使坩埚内化料效果差的技术问题。

本实用新型还提供一种蓝宝石长晶设备，以解决现有技术中存在的，籽晶在长晶的过程中，坩埚受热不均匀，使整个长晶设备运行效率低的技术问题。

本实用新型提供的一种坩埚支撑装置，包括坩埚本体、与冷水底座连接的支撑件和支撑板；

所述支撑件的一端与冷水底座连接，所述支撑件的另一端与所述坩埚本体连接，所述支撑板连接在所述支撑件的另一端，所述支撑板的一端面与所述坩埚本体的一端连接，所述支撑板的另一端面与所述支撑件的另一端连接。

进一步的，还包括支撑片；

所述支撑片为多个，多个所述支撑片分别设置在所述坩埚本体和所述支撑件之间，所述支撑板设置在多个所述支撑片之间。

进一步的，所述支撑片包括第一支撑片和第二支撑片；

所述第一支撑片设置在所述坩埚本体和所述支撑板之间，所述第二支撑片设在所述支撑板和所述支撑件之间。

进一步的，还包括支撑盘；

所述支撑盘的一端面与所述支撑件的另一端连接，所述支撑盘的另一端面与所述支撑板连接，所述第二支撑片设置在所述支撑板和所述支撑盘之间。

进一步的，所述支撑件的另一端设有套筒，所述套筒的一端面与所述支撑盘的一端面连接。

进一步的，所述支撑板为圆柱状，或者为棱柱状。

进一步的，所述支撑片为圆柱状，或者为棱柱状。

进一步的，所述支撑板的直径大于所述支撑盘的直径。

进一步的，所述支撑板的厚度小于所述支撑盘的厚度。

本实用新型还提供一种蓝宝石长晶设备，包括机体和所述的坩埚支撑装置；

所述机体内设有冷水底座，所述坩埚支撑装置的一端与所述冷水底座固定连接。

本实用新型提供的坩埚支撑装置，所述支撑件的下端与冷水底座连接，所述支撑件的上端与所述坩埚本体的下端连接，所述冷水底座内的加热器工作时，所述支撑件能够将加热器的热量传递至坩埚，完成热量的传递；在所述坩埚本体和支撑件之间还设置支撑板，所述支撑板的上端面与所述坩埚本体的下端连接，所述支撑板的下端面与所述支撑件的上端面连接，使所述加热器工作时，热量沿着所述支撑件的下端向上逐渐传递，传递至所述支撑件上端的支撑板，使热量均匀在分布在所述支撑板上后，再将热量均匀的传递至所述坩埚本体的底部，使所述坩埚本体的底部热量均匀分布，从而对坩埚本体内的原料进行熔化，熔化效果好，坩埚的底部受热均匀，提高了坩埚的使用寿命，提高了加热器的热效率。

本实用新型还提供一种蓝宝石长晶设备，在所述机体内设置冷水底座，所述坩埚支撑装置与冷水底座连接，使坩埚的底部受热面积均匀，化料效果好，从而提高了整个设备的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本实用新型实施例提供的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的一端面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一端面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一端面拆分示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一端面拆分示意图。

图标：11－坩埚本体；12－支撑件；13－支撑板；14－支撑片；15－支撑盘；121－套筒；141－第一支撑片；142－第二支撑片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的主视图；图2为本实用新型实施例提供的一端面示意图；图3为本实用新型实施例提供的另一端面示意图；图4为本实用新型实施例提供的一端面拆分示意图；图5为本实用新型实施例提供的另一端面拆分示意图。

如图1～5所示，本实用新型提供的一种坩埚支撑装置，包括坩埚本体11、与冷水底座连接的支撑件12和支撑板13；

所述支撑件12的一端与冷水底座连接，所述支撑件12的另一端与所述坩埚本体11连接，所述支撑板13连接在所述支撑件12的另一端，所述支撑板13的一端面与所述坩埚本体11的一端连接，所述支撑板13的另一端面与所述支撑件12的另一端连接。

所述坩埚本体11为上端开口的圆柱状，也可以为棱柱状，还可以为其他的形状，所述支撑件12为支撑杆，所述支撑杆为中空状的杆，以使中空杆内能够传递冷水底座的热量；所述支撑杆的下端与冷水底座连接，所述支撑杆的上端与所述坩埚本体11的下端面连接，所述支撑板13连接在所述支撑杆的上端，使所述支撑板13设置在所述坩埚本体11和所述支撑件12之间；所述冷水底座内的加热器工作时，热量沿着支撑杆的中空结构向上传递至所述支撑板13上，所述支撑板13受热后，将热量均匀扩散至支撑板13上，所述坩埚本体11的下端与所述支撑板13接触后，能够将所述支撑板13上的热量均匀的扩散至所述坩埚本体11的下端面，使坩埚本体11内的原料受热面积更加的均匀，化料效果好。

进一步的，还包括支撑片14；

所述支撑片14为多个，多个所述支撑片14分别设置在所述坩埚本体11和所述支撑件12之间，所述支撑板13设置在多个所述支撑片14之间。

如图4、如图5中所示，所述支撑片14的数量为均匀分布的八个，八个所述支撑片14分别设置在所述坩埚本体11和所述支撑件12之间，并且四个支撑片14均布设在所述支撑板13的上端面，四个支撑片14均布设置在所述支撑板13的下端面，多个所述支撑片14分别对所述支撑板13的两个端面进行支撑，使所述支撑板13的受热面积均匀，热量不会出现扩散现象。

进一步的，所述支撑片14包括第一支撑片141和第二支撑片142；

所述第一支撑片141设置在所述坩埚本体11和所述支撑板13之间，所述第二支撑片142设在所述支撑板13和所述支撑件12之间。

如图4、如图5中所示，所述支撑片14包括四个第一支撑片141和四个第二支撑片142，四个第一支撑片141均布排列在所述支撑板13的上端面，使所述支撑板13与所述坩埚本体11的下端面之间留有一定的间隙，便于所述支撑板13将热量均匀的传递至所述坩埚本体11的下端面；四个第二支撑片142均布排列在所述支撑板13的下端面，使所述支撑板13与所述支撑件12的上端面之间留有一定的间隙，便于所述支撑件12将热量传递至所述支撑板13上。

进一步的，还包括支撑盘15；

所述支撑盘15的一端面与所述支撑件12的另一端连接，所述支撑盘15的另一端面与所述支撑板13连接，所述第二支撑片142设置在所述支撑板13和所述支撑盘15之间。

所述支撑盘15为托盘，所述支撑盘15的下端面与所述支撑件12的上端连接，所述支撑盘15的上端面与所述支撑板13的下端面连接，在所述支撑盘15与所述支撑板13之间均匀分布四个第二支撑片142；冷水底座内的加热器启动后，热量沿着所述支撑件12的底端向上传递，传递至所述支撑件12的顶端后，将热量传递至支撑盘15，所述支撑盘15与所述支撑板13的下端面之间设有第二支撑片142，所述支撑盘15和所述支撑板13之间具有间隙，所述支撑盘15的热量沿着所述支撑盘15和所述支撑板13之间的间隙逐渐向上传递，传递至所述支撑板13上后均匀扩散，使热量在所述支撑板13上均匀分布，从而使支撑板13上的热量均匀的传递至坩埚本体11的下端面。

进一步的，所述支撑件12的另一端设有套筒121，所述套筒121的一端面与所述支撑盘15的一端面连接。

所述支撑件12的上端连接有套筒121，所述套筒121的上端面与所述支撑件12的上端面平齐，并且所述套筒121的上端面和所述支撑件12的上端面均与所述支撑盘15的下端面连接；所述套筒121的长度小于所述支撑件12的长度，所述套筒121的下端面设置在所述支撑件12上；如图4中所示，所述套筒121的长度为所述支撑件12的长度的二分之一，所述套筒121的下端面设置在所述支撑件12的中间位置，实际使用的过程中，所述套筒121的长度可以为所述支撑件12的长度的二分之一，所述套筒121的长度也可以为所述支撑件12的长度的三分之一，所述套筒121的长度还可以为其他的尺寸，只要所述套筒121的长度小于所述支撑件12的长度即可；在所述支撑件12的外部套设所述套筒121，使所述支撑件12的温度传递均匀，还能够对所述支撑件12内的温度进行锁温，防止热量流失。

进一步的，所述支撑板13为圆柱状，或者为棱柱状。

如图4中所示，所述支撑板13可以为厚度尺寸比较小的圆柱状，并且所述支撑板13的厚度取值范围在3－10mm之间，最佳取值为5mm，所述支撑板13采用钨材料制作，传热效果好，所述坩埚本体11的直径越大，所述支撑板13的直径越大，以使所述支撑板13能够将热量均匀的传递至所述坩埚本体11，所述支撑板13的尺寸也可以根据实际使用的需要进行调整，通过改变所述支撑板13的尺寸，能够改变所述坩埚本体、坩埚壁和坩埚本体11的底部受热程度；所述支撑板13的形状还可以为棱柱状，使所述棱柱状支撑板13的两个端面为正多边形，或者为不规则形，使所述支撑板13的两个端面支撑效果好。

进一步的，所述支撑片14为圆柱状，或者为棱柱状。

如图4、如图5中所示，所述支撑片14采用钨垫片，所述钨垫片的传热效果好，所述钨垫片可以采用厚度尺寸比较小的圆柱状，所述钨垫片的厚度取值范围在3－5mm，最佳取值为4mm，所述钨垫片的直径尺寸可以为6－8mm，最佳取值为7mm，所述钨垫片的尺寸还可以根据实际使用的需要，设置为其他需要的尺寸；所述支撑板13的形状还可以为棱柱状，或者为不规则形状，只要所述支撑板13的两个端面能够平稳的支撑即可。

进一步的，所述支撑板13的直径大于所述支撑盘15的直径。

所述支撑板13设置在所述坩埚本体11的下端，所述支撑板13用于对所述坩埚本体11进行均匀传递热量，所述支撑盘15设置在所述支撑件12的上端面，所述支撑盘15的直径小于所述支撑板13的直径，以使所述支撑件12内的热量向上传递至所述支撑盘15后，所述支撑盘15将热量均匀的沿着所述支撑板13进行扩散，便于热量均匀的向外扩散，提高了热效率。

进一步的，所述支撑板13的厚度小于所述支撑盘15的厚度。

所述支撑盘15的厚度取值范围在10－25mm之间，最佳取值为15mm，但是，在实际使用的过程中，所述支撑盘15的厚度取值需要根据所述坩埚本体11的重量进行设置，所述坩埚本体11的重量越重，所述支撑盘15的厚度越厚，以使所述支撑盘15能够对所述坩埚本体11进行支撑，防止所述坩埚本体11出现倾斜现象，使所述坩埚本体11的稳定性更好；所述支撑板13的厚度要小于所述支撑盘15的厚度，才能使所述支撑盘15续存热量，然后所述支撑盘15将续存的热量均匀的传递至所述支撑板13。

本实用新型提供的一种坩埚支撑装置，所述支撑件的下端与冷水底座连接，对所述支撑件的位置进行固定，便于冷水底座内的热量向上传递，所述支撑件的上端与坩埚本体的下端连接，对所述坩埚本体进行支撑；在所述支撑件的上端面连接厚度比较厚的支撑盘，使所述支撑件内的热量向上传递至所述支撑盘内，所述支撑盘能够续存大量的热量，在所述支撑盘和所述坩埚本体之间设置支撑板，并且在所述支撑盘和所述支撑板之间、所述支撑板和所述坩埚本体之间分别设有多个支撑片，以使所述支撑盘和所述支撑板之间具有间隙、所述支撑板和所述坩埚本体之间也具有间隙，使所述支撑盘内的热量向上逐渐扩散至所述支撑盘，然后扩散至所述坩埚本体的下端，热量对坩埚本体内的原料进行熔化；所述支撑件的上端设置套筒，不但能够对支撑件内的热量进行锁温，还能够使热量均匀的向上扩散，防止热量的流失。本实用新型利用支撑件上端的支撑板，使热量均匀的传递至所述坩埚本体，使坩埚本体内的热量分布均匀，最终使坩埚内的原料熔化效果好，坩埚的受热面积均匀，使用寿命长。

本实用新型还提供一种蓝宝石长晶设备，包括机体和所述的坩埚支撑装置；

所述机体内设有冷水底座，所述坩埚支撑装置的一端与所述冷水底座固定连接。

本实用新型提供的一种蓝宝石长晶设备，所述坩埚支撑装置的下端与所述机体内的冷水底座连接，所述冷水底座内设有加热器，所述加热器启动后，能够快速的通过所述坩埚支撑装置向上传递热量，使整个坩埚的底部受热面积均匀，原料熔化效果好，从而提高了整个设备的生产效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。