[实用新型]方便组装的多功能真空晶体生长装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于晶体生长的物理冶金装置，适用于多种材料，主要用于制备定向结晶或单晶的(TbDy)Fe₂系列的磁致伸缩合金或其它材料的晶体生长，比如定向凝固的镍基超合金、硅单晶、激光单晶、半导体单晶等等。

背景技术：

稀土超磁致伸缩合金，是在磁场下尺寸发生明显变化的一类功能材料。常用的稀土超磁致伸缩合金是(TbDy)Fe₂系合金，如Tb_0.27-0.30Dy_0.73-0.70Fe_1.90-1.95合金，其商品名为Terfeol-D。Terfenol-D需要利用定向凝固技术制成具有<111>、<112>或<110>取向的定向结晶多晶或孪生单晶。现在晶体的研究单位和生产企业，对于不同的晶体材料，对于同类材料针对不同的质量要求和工艺要求，时常需要采用不同技术，需要建立各种相应的装置。由于晶体生长装置精度高，价格昂贵，同时建立多种装置大大增加了建设成本。此外，各种晶体生长设备在结构上的差异增加了设备制造厂的困难，针对不同用户的不同要求，需要单件设计和单件生产，制造成本高，难以实现标准化、批量化生产。

发明内容：    

本实用新型的目的是提供一种能方便组装成多功能真空晶体生长装置，并且为晶体生长装置的设计标准化提供条件，生产企业只需加工或购买一套基础装置，就可以组装出合适于各种晶体制备要求的晶体生产装置。

本实用新型包括安装在炉架上的真空-惰性气体装置，罐形炉体内装入中部套有一环形加热器的炉料处理装置，该装置内自上而下由上水冷头、夹持头、坩埚、冷却器、冷却器支架安装而成，坩埚内容放炉料，由电机驱动的驱动杆伸入炉体与水冷头连接，带动坩埚轴向移动并绕轴旋转，驱动杆管内构成循环水通道，其特征在于炉体通过与真空-惰性气体装置连通的组装座安装在炉架上。

组装座呈四通结构，其上端口与炉体底端连通，其两侧端口各连通一真空阀，其下端通过可供驱动杆伸入的下盖板与支架连接。

当组装座上端口与炉体直径不一时，组装座上端口通过一平板法兰与炉底连接。

当炉体高度不够时，可在组装座上端口和/或下端口串接炉体延长室，也可接合在炉体顶部。

本实用新型由于在炉体下方增设了组装座，使得原有的真空-惰性气体装置、电源、炉架、控制系统及水冷却系统基本不需变动，只需选用不同的炉体及其法兰、盖板、炉体延长室等附件，就可组装出具有不同结构，不同功能的晶体生长设备，并且为晶体生长装置的标准化提供了条件。由于设备投入的降低，进而较大幅度地降低了产品的生产成本。

附图说明：

图1，真空晶体生长装置组装结构的一则实例

1-真空-惰性气体装置：1-1真空机组，1-2真空连接室，1-3主真空管，1-4蝶阀，1-5贮气罐，1-6气体主管，1-7气体支管，1-8～1-13真空阀门，1-14放气阀，1-15，1-16真空规管，1-17，1-18真空-压力表。

2-加热器-电源系统，2-2加热器，2-3电源接口。

3-炉体系统：3-1炉体组装座，3-2连接法兰，3-3炉体，3-4上盖板，3-5下盖板。

4-炉架。

5-炉料处理系统：5-1炉料，5-2坩埚，5-3夹持头，5-4水冷头，5-5籽晶，5-6冷却器，5-7冷却器支架。

6-驱动系统：6-1驱动电机，6-3驱动杆。

7-控制系统

8-冷却水系统

图2，利用炉体组装座和连接法兰组装不同形式炉体的例子：A-金属炉体，B-金属炉体，设门，C-金属炉体，炉体室由上下两个分室组成，D--端开口的石英管炉体，E-两端开口的石英管炉体，F-上方加延长室的金属炉体，G-下方加延长室的金属炉体，H-两端加延长室的金属炉体，I-大直径金属炉体。

3-1组装座，3-2连接法兰，3-3炉体，3-3’石英管炉体，3-4上盖板，3-5下盖板，3-6炉体延长室，3-7真空密封结构，3-8水冷套，3-3-1观察窗，3-3-2加热器电接口，3-3-3操作门，3-3-4炉体上分室，3-3-5炉体下分室。

具体实施方式：    

参照图1本实施例。由真空-惰性气体系统(1)、加热器-电源系统(2)、炉体系统(3)、炉架(4)、炉料处理系统(5)、驱动系统(6)、控制系统(7)和冷却水系统(8)几部分组成。