1.一种直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:包括横向保温支撑环和至少两个冷却升降装置,每个冷却升降装置均包括托板、支撑连杆、波纹软管和升降底座;
直拉法单晶炉包括炉筒、炉盖、炉底板、碳基保温筒和碳基支撑筒;
炉盖设置在炉筒顶部,炉底板位于炉筒底部,炉筒、炉盖和炉底板共同围合形成密闭的真空腔体;
碳基保温筒同轴套设在炉筒的内侧,从上至下依次包括上部碳基保温筒、中部碳基保温筒和下部碳基保温筒;
碳基支撑筒同轴设置在碳基保温筒的内侧,从上至下依次包括上部保温支撑筒、中部保温支撑筒和下部保温支撑筒,分别用于支撑上部碳基保温筒、中部碳基保温筒和下部碳基保温筒;
横向保温支撑环设置在中部碳基保温筒的底部,并与中部保温支撑筒底部相连接;托板一端与横向保温支撑环相连接,另一端与支撑连杆的顶端相连接;支撑连杆竖向设置,且位于碳基保温筒和炉筒之间的真空腔体内,支撑连杆的另一端从炉底板中穿出,并与升降底座相连接;
波纹软管套装在位于炉底板和升降底座之间的支撑连杆外周,且波纹软管顶部与炉底板密封连接,波纹软管底部与升降底座密封连接;波纹软管内呈真空状态;
波纹软管的长度能够伸缩,升降底座的高度能够升降。
2.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:托板与横向保温支撑环的连接为交错重叠连接,下部碳基保温筒顶部设置有托板放置槽,托板能放置在托板放置槽中。
3.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:波纹软管为焊接波纹软管。
4.根据权利要求1或3所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:波纹软管的最大拉伸长度大于300mm,波纹软管的最小压缩长度小于100mm。
5.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:托板水平设置。
6.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置,其特征在于:升降底座在升降驱动装置的驱动下实现高度升降,升降驱动装置为丝杆驱动装置,包括丝杆、丝杆套筒和电机,丝杆顶端安装在炉底板底部,丝杆套筒螺纹套装在丝杆上,丝杆套筒与升降底座固定连接,电机驱动丝杆转动。
7.一种直拉法单晶炉热场快速冷却方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,波纹软管抽真空:对每个波纹软管均进行抽真空操作,使得每根支撑连杆均全部处于真空环境中;
步骤2,中部碳基保温筒顶升:升降驱动装置工作,驱动升降底座和支撑连杆同步向上移动,托板和横向保温支撑环在支撑连杆的顶升下,带动位于上方的中部碳基保温筒和上部碳基保温筒向上顶升;此时,波纹软管逐渐压缩;
步骤3,中部碳基保温筒顶升高度确定:根据直拉法单晶炉内热场的温度和半径,确定升降驱动装置的升降速率与升降高度,进而确定中部碳基保温筒的顶升高度。
8.根据权利要求7所述的直拉法单晶炉热场快速冷却方法,其特征在于:步骤3中,中部碳基保温筒的顶升高度为200-400mm。
9.根据权利要求8所述的直拉法单晶炉热场快速冷却方法,其特征在于:步骤3中,当中部碳基保温筒顶升至确定的高度后,3-6h内,热场温度将降低至100-200℃。