一种60KG蓝宝石晶体成长用温场的制作方法

本实用新型涉及蓝宝石晶体成长用温场技术领域，具体为一种60kg蓝宝石晶体成长用温场。

背景技术：

蓝宝石单晶具有优异的机械、光学、热学、力学等方面的性能，被广泛的用作半导体衬底、消费类电子产品、航空航天、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料等方面，现有的生长大尺寸晶体常用到泡生法的方法使蓝宝石晶体成长，但是传统泡生法单晶炉存在随着生长晶体尺寸的增加，温度分布不均，隔热和保温效果差，能耗过大，生产效率较低等问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种60kg蓝宝石晶体成长用温场，通过隔热屏单元可以增加加热桶外罩内部的隔热效果，通过石墨电极可以降低能耗，提高生产效率，通过氧化锆颗粒保温层可以进一步增强加热桶外罩内部的保温和隔热效果，通过高温隔热涂料层,可以增强钨筒内部的保温效果，温度分布均匀，提高生产效率，本60kg蓝宝石晶体成长用温场温度分布均匀，隔热和保温效果好，能耗小，生产效率高，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种60kg蓝宝石晶体成长用温场，包括蓝宝石晶体加热桶、隔热屏单元、内部保温单元、蓝宝石晶体成长支架、加热单元、籽晶放置单元和控制开关；

蓝宝石晶体加热桶：所述蓝宝石晶体加热桶包含加热桶外罩和井字支架，所述加热桶外罩的内部底端通过螺栓连接有井字支架；

内部保温单元：所述内部保温单元包含钨筒和氧化锆颗粒内胆，所述钨筒设置于加热桶外罩内部，钨筒的外侧设有氧化锆颗粒内胆，通过钨筒和氧化锆颗粒内胆可以初步的对加热桶外罩内部的高温进行保温隔热；

隔热屏单元：所述隔热屏单元包含底部钼片隔热屏、侧部钼片隔热屏、上盖钼片隔热屏和上部钼片隔热屏，所述底部钼片隔热屏设置于钨筒内部底端，侧部钼片隔热屏设置于氧化锆颗粒内胆的外表面，上盖钼片隔热屏设置于钨筒的上端，上部钼片隔热屏设置于上盖钼片隔热屏的上端，通过隔热屏单元可以增加加热桶外罩的隔热效果；

蓝宝石成长支架：所述蓝宝石成长支架包含坩埚、坩埚托盘和托盘支架，所述托盘支架螺纹连接在井字支架上表面的中心位置处，托盘支架通过坩埚托盘与坩埚螺纹连接；

加热单元：所述加热单元包含石墨电极和钨棒发热体，所述石墨电极上缠绕有钨棒发热体，钨棒发热体与托盘支架缠绕连接，通过石墨电极通电后使钨棒发热体产生高温，钨棒发热体将热能通过托盘支架和坩埚托盘传递给坩埚；

籽晶放置单元：所述籽晶放置单元包含导向套、伸缩杆和籽晶夹头，所述导向套螺纹连接在加热桶外罩上端设有的外盖下表面，伸缩杆嵌套在导向套内，伸缩杆的外围嵌套有氧化锆颗粒活塞，伸缩杆远离外盖下表面的另一端螺纹连接有籽晶夹头，通过伸缩杆的伸缩使籽晶夹头进行上下移动，通过导向套和氧化锆颗粒活塞可以起导向作用和保温作用；

控制开关：所述控制开关通过螺钉连接在加热桶外罩的右侧壁上；

其中：控制开关的输入端电连接外部电路的输出端，伸缩杆和石墨电极的输入端均与控制开关的输出端电连接。

进一步的，所述石墨电极均通过固定件连接在侧部钼片隔热屏的上端，且石墨电极对称分布，石墨电极上缠绕连接有多根钨棒发热体，通过石墨电极通电后使钨棒发热体产生高温，通过石墨电极可以降低能耗，提高生产效率。

进一步的，还包括保温层，所述保温层包含氧化锆颗粒保温层和硅胶布层，所述氧化锆颗粒保温层均通过耐高温胶水粘接在底部钼片隔热屏的下表面和侧部钼片隔热屏的外表面，硅胶布层均通过耐高温胶水粘接在氧化锆保温层的外表面，通过氧化锆颗粒保温层可以进一步增强加热桶外罩内部的保温和隔热效果，通过硅胶隔热布可以起到减压和保温的作用。

进一步的，还包括高温隔热涂料层，所述高温隔热涂料层分别涂抹在底部钼片隔热屏的上表面和钨筒的内表面，通过高温隔热涂料层,可以增强钨筒内部的保温效果，温度分布均匀，提高生产效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本60kg蓝宝石晶体成长用温场，具有以下好处：

1、本实用新型设有隔热屏单元，通过隔热屏单元可以增加加热桶外罩内部的隔热效果。

2、本实用新型设有加热单元，通过石墨电极通电后使钨棒发热体产生高温，钨棒发热体将热能通过托盘支架和坩埚托盘传递给坩埚，通过石墨电极可以降低能耗，提高生产效率。

3、本实用新型设有保温层，通过氧化锆颗粒保温层可以进一步增强加热桶外罩内部的保温和隔热效果，通过硅胶隔热布可以起到减压和保温的作用。

4、本实用新型设有高温隔热涂料层，通过高温隔热涂料层,可以增强钨筒内部的保温效果，温度分布均匀，提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：1蓝宝石晶体加热桶、11加热桶外罩、12井字支架、2隔热屏单元、21底部钼片隔热屏、22侧部钼片隔热屏、23上盖钼片隔热屏、24上部钼片隔热屏、3内部保温单元、31钨筒、32氧化锆颗粒内胆、4蓝宝石晶体成长支架、41坩埚、42坩埚托盘、43托盘支架、5加热单元、51石墨电极、52钨棒发热体、6籽晶放置单元、61导向套、62伸缩杆、63籽晶夹头、7控制开关、8保温层、81氧化锆颗粒保温层、82硅胶布层、9高温隔热涂料层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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。

实施例一

请参阅图1-1，本实用新型提供一种技术方案：一种60kg蓝宝石晶体成长用温场，包括蓝宝石晶体加热桶1、隔热屏单元2、内部保温单元3、蓝宝石晶体成长支架4、加热单元5、籽晶放置单元6和控制开关7；

蓝宝石晶体加热桶1：所述蓝宝石晶体加热桶1包含加热桶外罩11和井字支架12，所述加热桶外罩11的内部底端通过螺栓连接有井字支架12；

内部保温单元3：所述内部保温单元3包含钨筒31和氧化锆颗粒内胆32，所述钨筒31设置于加热桶外罩11内部，钨筒31的外侧设有氧化锆颗粒内胆32，通过钨筒31和氧化锆颗粒内胆32可以初步的对加热桶外罩11内部的高温进行保温隔热；

隔热屏单元2：所述隔热屏单元2包含底部钼片隔热屏21、侧部钼片隔热屏22、上盖钼片隔热屏23和上部钼片隔热屏24，所述底部钼片隔热屏21设置于钨筒31内部底端，侧部钼片隔热屏22设置于氧化锆颗粒内胆32的外表面，上盖钼片隔热屏23设置于钨筒31的上端，上部钼片隔热屏24设置于上盖钼片隔热屏23的上端，通过隔热屏单元2可以增加加热桶外罩11的隔热效果；

蓝宝石成长支架4：所述蓝宝石成长支架4包含坩埚41、坩埚托盘42和托盘支架43，所述托盘支架43螺纹连接在井字支架12上表面的中心位置处，托盘支架43通过坩埚托盘42与坩埚41螺纹连接；

加热单元5：所述加热单元5包含石墨电极51和钨棒发热体52，所述石墨电极51上缠绕有钨棒发热体52，钨棒发热体52与托盘支架43缠绕连接，通过石墨电极51通电后使钨棒发热体52产生高温，钨棒发热体52将热能通过托盘支架43和坩埚托盘42传递给坩埚41；

籽晶放置单元6：所述籽晶放置单元6包含导向套61、伸缩杆62和籽晶夹头63，所述导向套61螺纹连接在加热桶外罩11上端设有的外盖下表面，伸缩杆62嵌套在导向套61内，伸缩杆62的外围嵌套有氧化锆颗粒活塞，伸缩杆62远离外盖下表面的另一端螺纹连接有籽晶夹头63，通过伸缩杆62的伸缩使籽晶夹头63进行上下移动，通过导向套61和氧化锆颗粒活塞可以起导向作用和保温作用；

控制开关7：所述控制开关7通过螺钉连接在加热桶外罩11的右侧壁上；

其中：控制开关7的输入端电连接外部电路的输出端，伸缩杆62和石墨电极51的输入端均与控制开关7的输出端电连接。

进一步的，所述石墨电极51均通过固定件连接在侧部钼片隔热屏22的上端，且石墨电极51对称分布，石墨电极51上缠绕连接有多根钨棒发热体52，通过石墨电极51通电后使钨棒发热体52产生高温，通过石墨电极51可以降低能耗，提高生产效率。

进一步的，还包括保温层8，所述保温层8包含氧化锆颗粒保温层81和硅胶布层82，所述氧化锆颗粒保温层81均通过耐高温胶水粘接在底部钼片隔热屏21的下表面和侧部钼片隔热屏22的外表面，硅胶布层82均通过耐高温胶水粘接在氧化锆保温层81的外表面，通过氧化锆颗粒保温层81可以进一步增强加热桶外罩11内部的保温和隔热效果，通过硅胶隔热布82可以起到减压和保温的作用。

进一步的，还包括高温隔热涂料层9，所述高温隔热涂料层9分别涂抹在底部钼片隔热屏21的上表面和钨筒31的内表面，通过高温隔热涂料层9,可以增强钨筒31内部的保温效果，温度分布均匀，提高生产效率。

在使用时：将原料加入坩埚41内部底端，石墨电极51通电后使钨棒发热体52加热，钨棒发热体52将热能通过托盘支架43和坩埚托盘42传递给坩埚41，坩埚对原料进行加热，原料开始液化，当原料液化完成，符合生产条件时，将伸缩杆61伸长推动籽晶夹头15伸入液体内使其开始蓝宝石的结晶生长。

值得注意的是，本实施例中所公开钨棒发热体52的数目至少为六个，石墨电极51的数目为两个，高温隔热涂料层9所选用的型号为zs-1。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。