[发明专利]应用于坩埚下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于坩埚下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装 置，属于C30B单晶生长领域。

背景技术

坩埚下降单晶生长法是一种常用的单晶生长方法。用于单晶生长用的材料 装在圆柱型的坩埚中，缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉 温控制在略高于材料的熔点附近。根据材料的性质加热器件可以选用电阻炉或 高频炉。在通过加热区域时，坩埚中的材料被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底 部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，单晶随坩埚下降而持续长大。

坩埚下降法单晶生产车间通常用来生产大尺寸的工业用途的大单晶，关于 这一点，对于单晶生长领域的人员而言，是公知的。

在采用坩埚下降法生产的各型单晶中，有相当一部分涉及有毒元素，所述 有毒元素例如铅、镉、碲、汞等，更具体地，相关单晶例如，二氧化碲单晶， 钨酸镉单晶、亚碲酸铋单晶，等等。在使用坩埚下降法生产单晶的过程中，为 保持单晶生长炉腔区的温场稳定，以期生长出结晶良好的单晶，通常还要求坩 埚下降单晶生长装置周边空气的温场稳定，因为，单晶生长炉腔区其空气氛与 装置外部空气之间有一个接壤的空气过渡区，装置外部空气温场的稳定通常被 认为是有利于在更精细的层面上支持单晶生长炉腔区的温场稳定，基于这一考 虑，坩埚下降法单晶生产车间通常是门窗紧闭，处于空气流通不畅、很少更新 的状态，在此单晶生长过程中，生产人员仍需要间隔时段地进入所述车间内监 察单晶生长情况。多数的单晶生长情形中，所用坩埚是敞口坩埚，而在使用封 口坩埚的情形下，由于高温高压及化学侵蚀作用，常发生坩埚封口被突破的情 况，此时的封口坩埚与敞口坩埚并无实质上的不同，上文已述及，此单晶生长 法常涉及有毒元素，在高温区间，这些有毒元素在与空气接触的条件下，常生 成在高温下具有一定挥发性的有毒物质，关于这一点，对于化学专业人员来说， 无须赘言，这些挥发性有毒物质顺着炉子内外的所述空气过渡区扩散到所述车 间的室内空气中，这类有毒物质其毒性有多大，对于化学专业人员来说，亦无 须赘言，这类混杂于车间空气中的有毒物质无色、无味，不易觉察，问题还在 于，为保持车间内部空气温场稳定而紧闭车间门窗的习惯性做法使得上述有毒 物质在车间空气中进一步积聚到更为有害的浓度。相关生产人员进出于这样的 有毒空气氛中，其所受到的健康损害不言而喻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述坩埚下降法单晶生产车间存在的 有毒元素污染车间空气的状况，研发出一种既能够保持车间空气温场基本稳定， 又能够保护相关车间生产人员使其免受有毒空气损害的装置。

本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供的是一种应用于坩埚 下降法单晶生产车间的有毒污染空气置换装置，该装置的结构包括配气仓，该 配气仓是用于均匀分配来自车间外部的新鲜空气的带有空腔的仓形物，该配气 仓的底侧面板上均匀分布着许多孔洞，该配气仓的侧面或顶部装设有进风接口， 以及，集气仓，该集气仓是用于均匀收集来自车间内部的有毒污染空气的带有 空腔的仓形物，该集气仓的上侧面板上均匀分布着许多孔洞，该集气仓的侧面 或底部装设有排风接口，配气仓的底侧面板与集气仓的上侧面板相互平行、相 互对映、结构位置一上一下面对面相互对峙，以及，通风机，该通风机的进风 口与所述集气仓的排风接口联通。

所述配气仓的内部腔体形状可以允许是任意的形状，所述配气仓的内部腔 体形状例如四方体、长方体、立方体、圆柱体、椭圆柱体，等等。

所述集气仓的内部腔体形状可以允许是任意的形状，所述集气仓的内部腔 体形状例如四方体、长方体、立方体、圆柱体、椭圆柱体，等等。

所述配气仓的进风接口可以直接通往车间外部，与车间外部的空气联通， 此情形下，启动所述与集气仓的排风接口联通的通风机，有毒的受污染的空气 就可以从装设在车间底部的集气仓的上侧面板上均匀分布着的许多孔洞呈面状 均匀地进入集气仓，并继而由集气仓通过排风接口向车间外部排出，同时，受 气压的作用，新空气进入配气仓，继而由配气仓内透过均匀分布于配气仓底侧 面板上的许多孔洞，呈面状均匀地输入车间，如此更新空气，保持了车间内部 的空气温场基本稳定，这是一种准静态的均衡的空气更新方法。

所述通风机一词本身的技术含义是公知的。