[实用新型]一种蓝宝石单晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石生产技术领域，尤其涉及一种蓝宝石单晶炉。

背景技术

蓝宝石单晶炉是一种用于蓝宝石单晶生长的常用设备。蓝宝石单晶炉通常包括坩埚、加热器，坩埚由支架支撑，坩埚的侧面和底面处均设有加热器，加热器的外侧设有侧保温屏，加热器的下方设有底部保温屏，坩埚的上端口处设有上部保温屏。加热器通电后，将在侧保温屏、底部保温屏与坩埚之间形成内部温场，内部温场对坩埚进行加热。

蓝宝石生长温度在2050℃左右，需要合适的轴向和径向温度梯度，为了在较低的加热品功率下，达所晶体的生长温度，且具有适当的热稳定性，实现起来很困难。

现在国内使用的保温系统是由上下保温屏和侧温屏组成，侧保温屏是用钼材料合金板，弯曲成四分之一的圆形，再用铆接的方法，组成圆筒状，包括多个筒柱层，每个筒柱层之间加间隔片，即多层钼片加间隔片组成多层的圆筒而成。上下保温屏也是用多层钼合金材料的圆环板材叠加而成。

这种结构的蓝宝石单晶炉，筒状的隔热层由四块钼材料合金板拼接而成，使得隔热层的圆度和圆柱度公差很大，影响了内部温场的均匀性，进而可使得坩埚受热不均匀，影响蓝宝石的品质；钼材料合金板的熔点为2610℃，在2050℃左右的高温下容易挥发，挥发的钼金属分子容易从坩埚的上端口进入坩埚内，对蓝宝石晶体生长品质影响大；钼材料合金板通过长时间高温后容易变脆，机械强度差，使用寿命低，维修困难；保温性能不高，热损失大，能耗利用率低。

因此，如何提高内部温度场的均匀性，降低保温系统对蓝宝石晶体生长品质的负面影响，提高蓝宝石的质量，在本领域技术人员需要解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种蓝宝石单晶炉，该蓝宝石单晶炉的内部温度场均匀性较高、对蓝宝石晶体生长品质的负面影响较小，可以有效提高蓝宝石的质量。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种蓝宝石单晶炉，包括坩埚、加热器、以及设于所述加热器和所述坩埚外围的保温系统，所述保温系统包括沿所述坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒，该钨筒具有一体式结构。

优选地，所述保温系统还包括设于所述加热器下方的第一钨保温片。

优选地，所述保温系统包括设于所述坩埚上方的第二钨保温片。

优选地，所述保温系统还包括设于所述第一钨保温片下方的第一保温屏、设于所述第二钨保温片上方的第二保温屏，以及设于所述保温钨铜外周的第三保温屏。

优选地，所述保温系统还包括环绕所述保温钨筒外周的纤维保温毯。

优选地，还包括设于所述保温系统下侧的锆盘，所述保温系统与所述锆盘的上表面搭接。

本实用新型所提供的蓝宝石单晶炉，包括坩埚、加热器、以及设于所述加热器和所述坩埚外围的保温系统，与现有技术不同的是，该蓝宝石单晶炉的保温系统包括沿所述坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒，该保温钨筒具有一体式结构。保温钨筒可以采用机加工成型，其圆度和圆柱度均较高，可以有效提高坩埚里温度场的均匀性，使坩埚内蓝宝石的生产温度更均匀，从而确保蓝宝石的生产质量。同时，由于钨的熔点可以达到3410℃，在高温情况下，钨的化学性能比钼稳定，挥发较少，对蓝宝石晶体生长的负面影响较小，可以进一步提高蓝宝石的质量。另外，在在高温情况下，保温钨筒的机械性能较钼筒质量好、更结实耐用，使用寿命长，维修工作量小，可以有效降低保温系统的维护成本。而且保温钨筒保温性能好，使蓝宝石单晶炉的热损失较小，能耗利用率得到提高。

在一种优选的实施方式中，所述保温系统还包括环绕所述保温钨筒外周的纤维保温毯。保温纤维毯能耐高温达1600℃，导热系统低，将保温钨筒向外辐射换热变成低导热系统的传导换热，从而提高保温系统的保温性能，进一步减小蓝宝石单晶炉的热量损失，提高蓝宝石生产过程中的能耗利用率。

在另一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的蓝宝石单晶炉还包括设于所述保温系统下侧的锆盘，所述保温系统与所述锆盘的上表面搭接。锆盘也具有较低的传热系统，可以有效阻止加热器的热量和保温系统中的热量不会直接传导至炉底，进一步提高蓝宝石单晶炉的保温性能。

附图说明

图1为本实用新型所提供的蓝宝石单晶炉的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，

坩埚1、加热器2、保温钨筒31、第一钨保温片32、第二钨保温片33、第一保温屏34、第二保温屏35、第三保温屏36、纤维保温毯37、锆盘4

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种蓝宝石单晶炉，该蓝宝石单晶炉的内部温度场均匀性较高、对蓝宝石晶体生长品质的负面影响较小，可以有效提高蓝宝石的质量。