专利名称：晶体生长炉用隔热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种晶体生长炉用高温隔热装置。
背景技术：
以刚玉(蓝宝石)为例，其主要成分是氧化铝(A1203)，其熔点为2050°C，所以对刚玉单晶的生长炉热防护隔热屏的稳定性能、耐高温性能要求极高。目前生产过程中普遍使用的隔热屏为石墨炭毡隔热屏，这种隔热屏在使用过程中碳挥发后会进入晶体内部而造成碳污染，虽然可以通过随后的退火工艺消除晶体中的碳杂质，但是该生产工序复杂因而加工成本较高，而且由于退火工艺无法消除碳杂质留下的原子缺位，使得晶体的品质较低，近年已经逐渐被市场淘汰。中国实用新型专利公开文件CN202214452U公开了一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，该隔热屏由同轴心、不同直径的至少两个圆筒形的隔热屏构成，每个隔热屏由同轴心的至少两层圆筒构成，每层圆筒均匀高熔点的轧制钥金属板材卷制而成。这种隔热屏在使用过程中容易发生变形而一旦出现隔热屏变形，就必须将 隔热屏全部更换，否则会影响刚玉晶体生长炉内晶体品质，严重时出现晶体粘锅，甚至开裂无法使用，这种隔热屏的平均使用寿命通常只有6个月左右时间，因而属于晶体生长炉的易耗件，为保证刚玉的生产质量就需要在生产过程中频繁的更换，致使刚玉的生产成本一直居高不下。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种晶体生长炉用隔热装置，以解决现有刚玉晶体生长炉中因隔热屏容易变形而导致刚玉的生产成本较高的问题。本实用新型的技术方案是一种晶体生长炉用隔热装置，包括用于套设在坩埚外围的筒形隔热屏，在所述筒形隔热屏外围还套设有筒形的金属换热屏，在所述金属换热屏与隔热屏之间留有环隙，在所述环隙中围绕圆周均布有支撑连接于金属换热屏和隔热屏外表面之间的支撑体。所述的金属换热屏与隔热屏同心设置。所述的金属换热屏的轴向长度不小于隔热屏的轴向长度。所述的支撑体为旋装于金属换热屏上的金属顶丝。所述的金属顶丝设有12-360个。所述的金属换热屏由2_50mm厚的不锈钢、铜或钥钨合金板材经滚圆焊接制成。所述的筒形隔热屏由2-50层、O. 5-10mm厚的钥、钨或钥钨合金薄壁板材围成的圆筒同心套设组成。所述的金属顶丝由钥、钨、钥钨合金、纯铜或不锈钢制成。本实用新型的晶体生长炉用隔热装置是在现有普通钨、钥隔热屏的外围通过圆周布设的支撑体支撑套设有金属换热屏，其当内部的钨、钥隔热屏受温度梯度影响时，钨、钥隔热屏的外表面因受金属换热屏和支撑体的顶紧限制而无法产生变形，从而有效延长了钨、钥隔热屏的使用寿命，其结构简单，安装使用方便，与现有技术相比，在钨、钥隔热屏外采用支撑体连接金属换热屏后使得钨、钥隔热屏的平均使用寿命由原先的6-8个月提高到了 12. 5个月，由于减少了隔热屏的更换使得隔热屏的使用成本降低了 50%以上，从而有效降低了刚玉的生产成本。
图I为本实用新型晶体生长炉用隔热装置具体实施例的结构示意图；图2为图I的横截面图；图3为图2中的A-A剖视图。
具体实施方式
本实用新型的晶体生长炉用隔热装置的具体实施例如图I、图2、图3所示，该热防护隔热装置主要由用于同心套设在坩埚外围的隔热屏I和同心套设在隔热屏外围的金属换热屏2以及连接在隔热屏I与金属换热屏2之间的金属顶丝4组成。隔热屏I为2-50层、厚度为O. 5-10mm的鹤、钥或鹤钥合金材质的薄板金属圆筒通过铆接固联组合成的同心圆筒组结构，该隔热屏的外径为480-680mm，高度为500_980mm，本实施例中，隔热屏I采用同心套设的9层钨钥合金筒组成，每层钨钥合金筒的外径由外向内依次为 680mm、660mm、640mm、620mm、600mm、580mm、540mm、520mm、500mm,每层鹤钥合金筒的高度都为700_，每层钨钥合金筒的厚度都为1_，各钨钥合金筒相互嵌套并铆接固联。金属换热屏2采用2-50_厚的不锈钢、铜或钥钨合金板材经滚圆焊接制成，其直径为400-800mm，高度为500-980mm，在该金属换热屏2上均匀的开设有12-360个直径为5-30_的螺纹孔3，各螺纹孔3中均旋装有由钨、钥、钨钥合金、纯铜或不锈钢制成的长度为20-60_的金属顶丝4。本实施例中，该金属换热屏2采用厚度为15_的不锈钢板制成，其内径为700mm，高度为800mm，在金属换热屏2上以IOOmm为间距间隔均匀分布有60个直径为12mm的螺纹孔3，每个螺纹孔3中均旋装有直径为12mm、长度为35mm的钥钨合金金属顶丝4，各金属顶丝4的内端顶紧在隔热屏I的外表面上从而使金属换热屏2支撑连接在隔热屏I上。本实用新型的晶体生长炉用隔热装置是在现有普通钨、钥隔热屏的外围同心套设金属换热屏，在该金属换热屏上旋装有若干顶紧在钨、钥隔热屏外表面上的顶丝实现金属换热屏与钨、钥隔热屏的固定连接，其当钨、钥隔热屏在受温度梯度影响时，隔热屏因受到旋装于金属换热屏上的金属顶丝顶紧限制而难以产生变形，同时，钥、钨隔热屏利用金属顶丝通过热传导将高温传递到金属换热屏上，金属换热屏与单晶炉炉体的冷却水热交换系统均衡换热，强制均衡单晶炉内的温场温度，其有效的保证了坩埚周围高温区内的晶体生长所需的温场环境，使炉内始终保持刚玉生产所需的温度梯度，从而有效的保证了刚玉的生产质量、延长了钨、钥隔热屏的使用寿命，使钨、钥隔热屏的平均使用寿命由原先的6-8个月提高到了 12. 5个月，降低了钨、钥隔热屏的损耗，使隔热屏的使用成本降低了 50%以上，从而有效降低了刚玉的生产成本。
权利要求1.一种晶体生长炉用隔热装置，包括用于套设在坩埚外围的筒形隔热屏，其特征在于，在所述筒形隔热屏外围还套设有筒形的金属换热屏，在所述金属换热屏与隔热屏之间留有环隙，在所述环隙中围绕圆周均布有支撑连接于金属换热屏和隔热屏外表面之间的支撑体。
2.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的金属换热屏与隔热屏同心设置。
3.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的金属换热屏的轴向长度不小于隔热屏的轴向长度。
4.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的支撑体为旋装于金属换热屏上的金属顶丝。
5.根据权利要求4所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的金属顶丝设有12-360 个。
6.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的金属换热屏由2-50_厚的不锈钢、铜或钥钨合金板材经滚圆焊接制成。
7.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的筒形隔热屏由2-50层、O. 5-10mm厚的钥、钨或钥钨合金薄壁板材围成的圆筒同心套设组成。
8.根据权利要求I所述的晶体生长炉用隔热装置，其特征在于，所述的金属顶丝由钥、钨、钥钨合金、纯铜或不锈钢制成。
专利摘要本实用新型公开了一种晶体生长炉用隔热装置，其主要由用于套设在坩埚外围的筒形隔热屏和套设于筒形隔热屏外围的金属换热屏组成，在金属换热屏与隔热屏之间留有环隙，在环隙中围绕圆周均布有支撑于金属换热屏与隔热屏外表面之间的支撑体。本实用新型的晶体生长炉用隔热装置在使用时可以通过金属换热屏和支撑体顶紧钨、钼隔热屏的外表面从而限制其无法产生变形，有效了延长了钨、钼隔热屏的使用寿命，降低了刚玉的生产成本。
文档编号C30B35/00GK202705572SQ20122034304
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者张博, 赵东 申请人:登封市蓝天石化光伏电力装备有限公司