一种籽晶夹头的制作方法

1.本实用新型属于晶体制备领域，更具体的，具体涉及一种籽晶夹头。


背景技术：

2.锑化物晶体，例如锑化镓、锑化铟等
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族半导体材料，是优良的电子及光电子衬底材料。在红外领域，锑化物晶体也有广泛的应用，其中，锑化铟在3-5μm属于本征吸收，基于锑化铟的红外探测器在该波段具有极高的效率，是该波段红外探测器的首选材料。锑化镓的晶格常数与其他
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半导体化合物以及其他二元、三元或四元锑化物相匹配，使它成为一种优良的外延衬底材料，在基于锑化镓的超晶格红外探测器领域有广泛的应用。
3.目前普遍采用直拉法制备锑化物单晶，在惰性气体保护气氛中，加热熔化物料，调整温度并慢慢降低籽晶，与熔体充分熔接后依次经过引晶、放肩、等径、拉脱等阶段，得到一定晶向的晶体。晶体生长过程中籽晶夹头的作用是连接籽晶与传动装置，在确保籽晶和晶体不松动、不脱落的同时进行提拉和旋转。
4.随着锑化物晶体市场的不断开拓，对晶体尺寸、品质等提出了越来越高的要求。对于大尺寸的锑化物晶体，大直径、方形的籽晶更易长出性能良好的大尺寸单晶，而且为了能更好地观察晶体生长过程的情况，夹头的尺寸不应过大。
5.因此，需要设计一种籽晶夹头，要求在不影响使用强度的情况下，尽量减少夹头整体尺寸，增加籽晶夹口尺寸，且不局限于夹口形状。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种强度满足要求、夹头尺寸小、能安装大尺寸籽晶的籽晶夹头。
7.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
8.一种籽晶夹头，所述籽晶夹头为籽晶夹头主体和籽晶夹头压头组合形成的半圆筒状结构，所述籽晶夹头的顶部设有连接孔，所述籽晶夹头的底部设有夹持孔；
9.所述连接孔沿半圆筒状结构的中轴线设置在所述籽晶夹头主体的上部，并在所述籽晶夹头主体的顶部开口；
10.所述籽晶夹头主体的下部与籽晶夹头压头组合形成所述夹持孔：所述籽晶夹头主体的下部和籽晶夹头压头相对的组合面上，均设有垂直底面的夹持槽，所述籽晶夹头主体和籽晶夹头压头组合后，两个夹持槽形成所述夹持孔，所述夹持孔沿半圆筒状结构的中轴线设置；
11.所述籽晶夹头主体的下部和籽晶夹头压头相对的组合面上分别设有与夹持槽垂直相交的长条形凹槽，所述长条形凹槽在与所述夹持槽深度相同的基础上，再往下延伸形成固定柱凹槽；所述被夹持籽晶侧壁凹设有相对应的固定柱凹槽，对应的两个所述固定柱凹槽组合形成固定柱容纳槽，所述固定柱容纳槽内设有固定柱。
12.进一步的，所述籽晶夹头为截面尺寸一致的半圆筒状结构，所述籽晶夹头的半圆
筒状结构的宽面为圆面，窄面为平面。本实用新型为实现满足强度需求的前提下，可最大程度减小了夹头整体尺寸，进一步优选所述宽面圆面的直径为35~40mm，所述窄面的宽度20~30mm。
13.进一步的，所述籽晶夹头主体的下部和所述籽晶夹头压头为半圆筒状结构沿圆面分割的1/2半圆筒状结构。
14.进一步的，所述籽晶夹头主体和籽晶夹头压头通过螺栓可拆卸组合。进一步优选所述籽晶夹头主体与籽晶夹头压头上设置有内丝螺纹孔，所述螺栓杆穿过所述籽晶夹头压头上的内丝螺纹孔后固定在所述籽晶夹头主体的内丝螺纹孔中。
15.进一步的，所述夹持孔的截面为圆形或方形；进一步优选为方形夹持孔。
16.进一步的，所述固定柱容纳槽的截面为圆形或方形，所述固定柱为与固定住容纳槽相适配的圆柱或方柱；进一步优选所述固定柱容纳槽的截面为圆形，所述固定柱为与固定住容纳槽相适配的圆柱。
17.进一步的，所述固定柱凹槽或固定柱的长度大于所述夹持槽的宽度，所述固定柱凹槽或固定柱的两端不超出所述籽晶夹头的两端端面。
18.进一步的，籽晶夹头为金属钼或316不锈钢材质，进一步优选为钼，钼的导热性能好，避免籽晶夹头积热将籽晶熔断。
19.本实用新型所产生的有益效果为：
20.本实用新型所述籽晶夹头创造性的采用半圆筒状结构，减少了夹头整体尺寸，增加籽晶夹口尺寸，夹持孔为圆孔或方孔，在不影响强度的前提下，满足生产需求，增加观察视野。
附图说明
21.图1为本实用新型的实施例籽晶夹头的立体图。
22.图2为图一沿窄面的剖视图。
23.图3为本实用新型的实施例籽晶夹头主体的立体图。
24.图4为本实用新型的实施例籽晶夹头压头的立体图。
25.图5为本实用新型的实施例籽晶夹头的爆炸图。
具体实施方式
26.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
27.实施例1
28.本实施例提出一种籽晶夹头，如图1~5所示，所述籽晶夹头1为截面尺寸一致的半圆筒状结构，所述籽晶夹头1的顶部设有用于连接单晶炉配套的籽晶杆的连接孔5，所述籽晶夹头的底部设有夹持籽晶6的夹持孔7，所述连接孔5和夹持孔7不相通，且沿半圆筒状结构的中轴线设置。所述夹持孔7的内壁和对应的所述被夹持籽晶6侧壁均凹设有固定柱凹槽，两个所述固定柱凹槽组合后形成固定柱容纳槽，所述固定柱容纳槽内设有尺寸相适配的固定柱4，所述夹持孔7的形状可设置为圆形槽或方形槽，所述固定柱凹槽设置为半圆形槽或方形槽，对应的，两个固定柱凹槽组合形成的固定柱容纳槽为圆形槽或方形槽，所述固
定柱4为圆柱或方柱，本实施例中，所述夹持孔7为方形槽，所述固定柱容纳槽为圆形槽，所述固定柱4为圆柱。
29.本实施例中，所述籽晶夹头1包括籽晶夹头主体2和籽晶夹头压头3，所述籽晶夹头主体2和籽晶夹头压头3组合形成所述半圆筒状结构的籽晶夹头1。
30.本实施例中，所述连接孔5为设置在所述籽晶夹头主体2的上部的内丝螺纹孔，所述内丝螺纹孔在所述籽晶夹头主体2的顶部开口。
31.本实施例中，所述方形的夹持孔7由所述籽晶夹头主体2的下部与籽晶夹头压头3组合后形成。具体地，所述籽晶夹头主体2的下部与籽晶夹头压头3组合后形成半圆筒状结构，所述半圆筒状结构底部留有方形开口，所述开口垂直向上延伸形成所述夹持孔7；本实施例中，所述籽晶夹头主体2的下部和所述籽晶夹头压头3为半圆筒状结构沿圆面分割的1/2半圆筒状结构；在所述籽晶夹头主体2的下部和所述籽晶夹头压头3相对的组合面上，相对应地分别设有垂直底面的夹持槽，所述籽晶夹头主体2和所述籽晶夹头压头3组合后，两个所述夹持槽组成所述方形夹持孔7。
32.本实施例中，所述籽晶夹头主体2与籽晶夹头压头3通过螺栓可拆卸固定连接，具体地，所述螺栓设有两个，在所述籽晶夹头主体2与籽晶夹头压头3的长条形凹槽的两侧对称设置有相适配的内丝螺纹孔，所述螺栓杆穿过所述籽晶夹头压头3上的内丝螺纹孔后固定在所述籽晶夹头主体2的内丝螺纹孔中，实现籽晶夹头主体2与籽晶夹头压头3的可拆卸固定。
33.本实施例中，还设置有两根固定柱4。在所述籽晶夹头主体2的下部和所述籽晶夹头压头3相对的组合面上，分别设置有与所述夹持槽垂直相交的长条形凹槽；所述长条形凹槽在与所述夹持槽深度相同的基础上，再往下延伸形成所述固定柱凹槽；同时，在所述被夹持籽晶6侧壁也相应的凹设有固定柱凹槽，对应的两个所述固定柱凹槽组合形成固定柱容纳槽，2个所述固定柱4分别从所述籽晶夹头主体2的下部和所述籽晶夹头压头3的长条形凹槽的开口置入，置于所述固定柱容纳槽内，用以固定被夹持籽晶6。所述固定柱凹槽和固定柱4的长度大于所述夹持孔7的宽度，所述固定柱凹槽和固定柱4的两端不超出所述籽晶夹头1的两端端面。
34.本实施例中，籽晶夹头1采用金属钼或316不锈钢制造而成。本实例中，优选为钼，钼的导热性能好，避免籽晶夹头积热将籽晶熔断。
35.在长晶前，将已经打磨好的籽晶6插入中间夹持孔7内，依靠两个固定柱4来固定籽晶6，对应地，紧固螺栓锁紧籽晶夹头主体2和籽晶夹头压头3，向下拉一下籽晶，确保紧固。使用本实施例所述籽晶夹头，晶体生长过程中，观察视野宽广，籽晶受力均匀，安装牢固，不易断裂。
36.作为本实施例的优选方案，所述籽晶夹头的各结构具体参数设置为：
37.籽晶夹头1宽面为圆面，直径为30~45mm，窄面为平面，宽度20~30mm。本实例中，优选为宽面35mm，窄面24mm，在满足强度需求上，最大程度减小了夹头整体尺寸。
38.籽晶夹头主体2、籽晶夹头压头3组合后呈圆筒状，底部均匀对称，完美契合，中间留有10*10mm的方形开口，位于整体的中轴线上，深度15~30mm，本实例中，优选为深度20mm，保证籽晶6固定的前提，最大化保证籽晶6可用率。
39.籽晶夹头主体2顶部的连接孔5为内丝螺纹孔，用于连接单晶炉配套的籽晶杆，螺
纹孔为标准尺寸m16*1.5，深度12~15mm。本实例中，优选为深度12mm。
40.籽晶夹头主体2与籽晶夹头压头3距底部17mm的位置，设置一对与螺栓相适配的内丝螺纹孔，为标准尺寸m6，螺纹孔水平方向上间距20~25mm。本实例中，优选为间距22mm。
41.籽晶夹头主体2与籽晶夹头压头3距底部8mm的位置，设置一个圆形固定柱容纳槽，直径2~3mm，长21~26mm。本实例中，优选为直径3mm，长度25mm。
42.固定柱4的直径2~3mm，长度20~25mm。本实例中，优选直径3mm，长度25mm。
43.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。