[实用新型]一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶体生长领域的一种隔热屏，特别涉及一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏。

背景技术

隔热屏(简称热屏)是蓝宝石单晶炉的隔热保温结构，其作用是保障炉膛热场的温度均匀性和提高热能利用率。由于蓝宝石单晶体生长的热场温度超过2000℃，在这样的高温下，隔热屏要有较好的耐热性能及强度，同时，环境气氛要纯净，不能有影响产品质量的挥发物，这对隔热屏性能提出了甚为苛刻的要求。

蓝宝石单晶炉的常用的热屏系统有两类，一类为石墨型，因其存在炭原子挥发进入蓝宝石的问题，现趋于淘汰；另一类为钨钼型，通常由钨质圆筒和多层薄壁钼圆筒两部分组成，在发热笼(即鸟笼状发热体)外是一厚实的钨质圆筒(壁厚≥10mm)，钨筒外则是一个由多层(通常为15～20层)薄壁钼圆筒(单层壁厚通常为0.5mm左右)构成的钼质热屏。钨筒为烧结态坯体经车加工而成；钼热屏是由多个薄壁钼圆筒组装的，而各层钼圆筒则是由轧制钼片经拼接、滚圆、铆接而成。

蓝宝石单晶炉的生产成本集中于炉芯的钨钼组件，而这些钨钼组件正是这类单晶炉的易耗件，其使用寿命通常只有8个月左右。在老的设计思路下，近20层钼筒组合在一起构成一个热屏，一旦出现部分损坏，整个热屏都要更换。降低这些组件的钨钼材料消耗量、减小其更换频率，是降低蓝宝石单晶炉生产成本的重要途径

发明内容

为了解决现有隔热屏使用寿命短、损坏后需整体更换而导致生产成本过高的技术问题，本实用新型提供一种工艺简单、性能优异，在保障炉膛热场温度均匀性及热能利用率的前提下，大幅度降低设备的耗材成本的蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是，一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，是由同轴心、不同直径的至少两个圆筒形的热屏构成，所述的热屏由同轴心的至少两层圆筒构成，所述的圆筒由高熔点的延性金属板材卷制而成。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的热屏数量为2～10个，所述的构成单个热屏的圆筒的层数为2～30层；所述的各个热屏相互独立并嵌套组成隔热屏，所述的同一热屏的各层圆筒间以高熔点金属制作的铆钉或螺栓固联。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的用于卷制圆筒的金属板材为整块板材或多块板拼接而成的板材，所述的金属板材通常为轧制钼板，但不限于轧制钼板；所述的板材厚度为0.1～5mm；用来卷制圆筒的板材的厚度，可以全部相同，也可以厚薄不一。

采用拼接板时，既可以纵向(热屏轴线方向)拼接，也可以横向(热屏径向)拼接，还可以采用混合拼接：部分层次纵向，部分层次横向；混合拼接法更利用于热屏的高温强度。不论哪种拼接方式，一般都要求接缝错位。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的轧制钼板为纯钼板或稀土型掺杂钼板或硅-铝-钾型掺杂钼板，稀土型掺杂钼的稀土氧化物含量(重量百分比)在0.1～5.0％之间，硅-铝-钾型掺杂钼的钾含量在50～1000ppm之间。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的构成单个热屏的各层圆筒间为紧贴固定或者留有间隙，所述的间隙为0.1～50mm，同一个热屏各层圆筒的层间距既可均匀等距，也可按一定规律，比如从里到外依次梯增的方式分布。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的构成单个热屏的各层圆筒的间隙内设有起架空和固定作用的间隔层，所述的间隔层由钼片制成，所述的钼片为压成波浪形的长条钼片。

所述的一种蓝宝石单晶炉用的分体嵌套式圆筒形隔热屏，所述的钼片为压成正弦波或齿形波或V形波或方波的长条钼片，所述的正弦波或齿形波或V形波或方波的波纹方向是沿长条钼片的长度方向或垂直于长度方向或与长度方向有一定角度。波纹的高度等于间隔层空间的厚度，将其填充于两层圆筒之间，起架空和固定作用。当层间距小于3mm时，用作间隔层的金属片也可不压波纹，直接根据间距大小选择金属片的厚度。

制作同一热屏的各层圆筒间用于固联的铆钉或螺栓的高熔点金属材料通常采用钼杆，但不限于钼杆。杆材直径在Φ1.0mm～10.0mm之间。

本实用新型可由三个或三个以上的热屏组成一套，最里层钼屏用来取代原来的实体钨筒，外层由两个或两个以上的热屏来取代原来的整体热屏；也可以保留实体钨筒不变，只将外面原来的整体热屏分为两个或两个以上；或者只用取代钨筒的最里层钼屏，而外层那15～20层的整体热屏不变。在具体应用中，以上三种方案可任选其一。