一种晶体高温退火装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶体高温退火装置，包括上料区域、温场加热区域、冷却区域、下料区域及置于上料区域上的隔绝装置，所述温场加热区域与冷却区域相连，所述上料区域与温场加热区域一端相连，下料区域与冷却区域一端相连，所述温场加热区域还包括依次相连的低温区域、中温区域、高温区域及中温过渡区域，所述上料区域、低温区域、中温区域、高温区域、中温过渡区域、冷却区域及下料区域均设置有轮毂和连接轮毂的传动履带。采用本发明可以实现晶体退火工艺的不间断性，退火周期短，且不受晶体形状制约，各温度区域温度恒定，减少了大量的升、降温时间，提高了生产效率，同时避免了晶体应力开裂，提高了产品质量及成品率。
【专利说明】—种晶体高温退火装置
【技术领域】
[0001]本发明属于人工晶体生产【技术领域】，具体是涉及一种晶体高温退火装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，晶体生产环境皆是在极高的温度下进行，在晶体生产以及后续生产加工过程中极易产生应力，因此需要对晶体材料进行退火以释放应力。在传统晶体退火工艺中，退火温度控制模糊，同一加热装置实现不同温度的加热升温工作，且温度降低过程不受控制，极易造成因炉内降温速度过快而造成晶体应力开裂，且低温度降温过慢，增加退火时间，一般需要6~7天左右，增加了晶体材料加工制造周期，进而增加了生产成本。为了实现高温晶体快速退火，降低生产成本，同时现有的退火装置空间较小，感应加热温度不均匀，晶体退火效果不佳。为了解决上述问题，目前出现了各种各样的高温晶体退火装置，如申请号为200410016379.1的中国专利就公开了一种耐高温的晶体退火装置，它包括置于带有真空排气口的底盘上，并通过真空密封圈与底盘密封圈接触设有进、出水口及气压表的钟罩，中罩体内设有包含侧屏蔽筒和上、下热挡板的保温屏蔽装置，钟罩体上设有充气阀和出气阀；置于最内层侧壁的发热体采用钨丝棒制成，发热体通过电极接头紧固于钥电极板上，钥电极板由钢玉绝缘环支撑板支撑，两端紧固于水冷电极杆上，钥电极板上方发热体所包围的空间内，设有退火室。采用该技术方案，虽然能使退火晶体控制室温度高达2000°C以上，能确保温度均匀和温场稳定。但是采用该技术方案难以对大尺寸、多形状、多规格产品进行一次性退火，增加了晶体材料退火频次，造成了退火装置的极大浪费。且该装置退火制程不连续，需要重复完成升、降温，降低了生产效率，进而增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中晶体高温退火装置退火制程不连续所存在的不足，提供了一种晶体高温退火装置，通过该`晶体退火装置可以实现在线连续的晶体材料快速退火。
[0004]本发明是通过如下技术方案予以实现的。
[0005]一种晶体高温退火装置，包括上料区域、温场加热区域、冷却区域、下料区域及置于上料区域上的隔绝装置，所述温场加热区域与冷却区域相连，所述上料区域与温场加热区域一端相连，下料区域与冷却区域一端相连，所述温场加热区域还包括依次相连的低温区域、中温区域、高温区域及中温过渡区域，所述上料区域、低温区域、中温区域、高温区域、中温过渡区域、冷却区域及下料区域均设置有轮毂和连接轮毂的传动履带。
[0006]所述传送履带的步进速度通过轮毂进行调整。
[0007]所述的上料区域及下料区域为室温条件，低温区域为室温至500°C，中温区域为400°C~1600°C，高温区域为800°C~2700°C，中温过渡区域为400°C~1600°C，冷却区域为室温~500°C。
[0008]所述低温区域、中温区域、高温区域中的温度变化梯度为10°C。
[0009]本发明的有益效果是:[0010]与现有技术相比，采用本发明所述的连续晶体高温退火装置，在实现晶体材料的高温退火工艺中具有如下优点:[0011](I)采用本发明所述的连续晶体高温退火装置，省去了重复升、降温时间，且低温区域采取快速降温方式，缩短了退火时间，从而大大缩短了退火周期；
[0012](2)采用本发明所述的连续晶体高温退火装置，实现了温场的恒定控制，使低、中、高温场区域以变化幅度为10°c恒定控制温度，单一加热装置控制其相应的控制温度，改善了传统退火装置需要同一加热装置不同温度变化加热方式，减少了加热装置负荷，实现了温度精确控制。
[0013](3)采用本发明所述的连续晶体高温退火装置，增加了退火容量，能使大尺寸、多形状、多规格产品同时在线完成，不受空间制约，增加了一次退火数量，极大的减少了退火频次，提高生产效率，降低生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图中:1-上料区域，2-温场加热区域，3-冷却区域，4-下料区域，5-轮毂，6_传动履带，7-隔绝装置，8-晶体材料，21-低温区域，22-中温区域，23-高温区域，24-中温过渡区域。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0017]如图1所示，本发明所述的一种晶体高温退火装置，包括上料区域1、温场加热区域2、冷却区域3、下料区域4及置于上料区域I上的隔绝装置7，所述温场加热区域2与冷却区域2相连，所述上料区域I与温场加热区域2 —端相连，下料区域4与冷却区域3 —端相连，所述温场加热区域2还包括依次相连的低温区域21、中温区域22、高温区域23及中温过渡区域24，所述上料区域1、低温区域21、中温区域22、高温区域23、中温过渡区域24、冷却区域3及下料区域4均设置有轮毂5和连接轮毂5的传动履带6。采用本技术方案，在使用时，只需在上料区域I将晶体材料8放置于隔绝装置7中并置于传送履带6上，在轮毂5的带动下依次经过上料区域1、低温区域21、中温区域22、高温区域23中温过渡区域24及下料区域4，既可以实现晶体材料8的高温退火工艺；本发明通过低、中、高温场区域温度叠加增强了可操作性，且每区域的温度和传送速度可以通过轮毂5和传动履带6分别控制，使得每区域退火温度与退火时间独立可控。从而实现了晶体退火工艺的不间断性，退火周期短，且不受晶体形状制约，各温度区域温度恒定，减少了大量的升、降温时间，较传统的退火方法可以节省约50%时间，大大提高生产效率，降低生产成本。在本技术方案中，所使用的晶体材料8为不同工艺生长的晶体材料。
[0018]所述传送履带6的步进速度可以通过轮毂5进行调整，以实现晶体材料8在高温区域23的停留时间，从而实现较好的保温效果。
[0019]所述的上料区域I及下料区域4为室温条件，低温区域21为室温至500°C，中温区域22为400°C~1600°C，高温区域23为800°C~2700°C，中温过渡区域24为400°C~1600°C，冷却区域3为室温~500°C。在实际应用中，冷却区域3为不加热区域，且需要通入惰性气体以实现晶体材料8在低温区间内的快速降温。通过冲入惰性气体冷却，节省了大量低温降温时间，提高了生产效率，同时避免了晶体应力开裂，提高了产品质量及成品率。
[0020]所述低温区域21、中温区域22、高温区域23中的温度变化梯度为10°C，以实现退火过程缓和进行。
[0021]所述隔绝装置7为与退火晶体一致的晶体材料8制备而得，且纯度要求99.99%以上，并可以重复使用。
[0022]所述高温区域23中的最高温度随工艺要求做改变，以实现退火后晶体材料的不同性质。
[0023]下面结合实施例附图进一步详细说明本发明的应用。
[0024]如图1所示，本发明的工作工程为:在使用时，启动各温度区域的轮毂5，并适当调整轮毂5的速度，开启各温度区域加热装置使其达到已经设定的温度并且控制温度恒定，再依次间隔等距将晶体材料8放置于隔绝装置7中并置于传送履带6上，在轮毂5的带动下由上料区域I缓慢步进，需要退火的晶体材料8通过控制低温区域中的轮毂5速度使其进入低温区域21，并控制低温区域21中轮毂5的速度使其缓慢通过变化幅度为10°C的低温区域21，依次进入已设定好温度的中温区域22，当进入已经设定好的高温区域23最高温度时，停止各区域中的轮毂5，使晶体材料8在最高温度保温，得到保温时间后，开启各区域轮毂5，并在上料区域I依次间隔等距放置晶体材料8，当已经进过最高温度的晶体材料8通过中温过渡区域24、冷却区域3及下料区域4后，收回已退火的晶体材料8及隔绝装置7，完成退火制程。依次重复上述操作，`得到不间断的在线晶体高温退火。
【权利要求】
1.一种晶体高温退火装置，包括上料区域(I)、温场加热区域(2)、冷却区域(3)、下料区域(4)及置于上料区域(I)上的隔绝装置(7)，其特征在于:所述温场加热区域(2)与冷却区域(2)相连，所述上料区域(I)与温场加热区域(2) —端相连，下料区域(4)与冷却区域(3) —端相连，所述温场加热区域(2)还包括依次相连的低温区域(21)、中温区域(22)、高温区域(23)及中温过渡区域(24)，所述上料区域(I)、低温区域(21)、中温区域(22)、高温区域(23)、中温过渡区域(24)、冷却区域(3)及下料区域(4)均设置有轮毂(5)和连接轮毂(5)的传动履带(6)。
2.根据权利要求1所述的一种晶体高温退火装置，其特征在于:所述传送履带(6)的步进速度通过轮毂(5)进行调整。
3.根据权利要求1所述的一种晶体高温退火装置，其特征在于:所述的上料区域(I)及下料区域(4)为室温条件，低温区域(21)为室温至500°C，中温区域(22)为400°C~1600°C，高温区域(23)为800°C~2700°C，中温过渡区域(24)为400°C~1600°C，冷却区域(3)为室温~5000C。
4.根据权利要求1所述的一种晶体高温退火装置，其特征在于:所述低温区域(21)、中温区域(22)、高温区域(2 3)中的温度变化梯度为10°C。
【文档编号】C30B33/02GK103710760SQ201310737130
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】季泳 申请人:贵州蓝科睿思技术研发中心