[实用新型]一种蓝宝石单晶炉保温结构

说明书

（一）技术领域

本实用新型涉及一种晶体生长炉中的热场结构，具体涉及一种冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石的单晶炉中的保温结构。

（二）背景技术

蓝宝石单晶具有优异的光学、机械、化学和电性能，从0.190~5.5μm波段均具有较高的光学透过率，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，被广泛用作各种光学元件、红外军事装置、空间飞行器和高强度激光器的窗口材料。尤其因具有优异的综合性能，成为目前LED用半导体衬底的首选材料。

蓝宝石具有性能稳定、市场需求量大、综合利用率及产品附加值高等特点，成为近年国内外研究开发和产业化热点。随着科学技术的发展，人们对蓝宝石的质量和尺寸提出了更高的要求，在保证晶体内部质量和成品率的基础上，还必须通过各种途径进一步降低成本。蓝宝石单晶产品是否具有市场竞争力，晶体生长设备的设计非常重要。

蓝宝石单晶生长设备结构合理是生长高品质、大尺寸蓝宝石单晶的前提条件。只有温场合理，才有可能有效控制晶体径向和轴向的温度梯度，生长出形状理想、内部缺陷少的高品质蓝宝石单晶。为防止热量散失，形成合理温场，单晶炉内各方向都进行了热防护，形成了上部、底部、侧面保温结构，当然，从保温结构来看，降低生产成本的改善途径有两方面，一方面通过加强保温效果提高热能的利用率，另一方面通过延长保温结构的使用寿命可以有效降低成本。

（三）实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够有效利用热能，减少热量损失，增强保温效果，建立合理温度梯度，使温场更加易于调节，解决传统泡生法单晶炉中热能利用率低，使用的钼隔热屏结构在高温环境下挥发、变形，使用寿命短问题的蓝宝石单晶炉保温结构。

本实用新型的目的是这样实现的：该蓝宝石单晶炉保温结构包括炉盖下氧化锆纤维砖保温结构、上隔热屏氧化锆纤维砖结构、侧隔热屏氧化锆纤维砖结构和下隔热屏氧化锆纤维砖结构，炉盖下氧化锆纤维砖保温结构包括设置于大炉盖下的氧化锆纤维砖圆环保温层；上隔热屏氧化锆纤维砖结构包括圆形支撑结构与上部钼隔热屏，上部钼隔热屏由多层钼片组成，在圆形支撑结构与钼片之间有与钼片直径相同的第一氧化锆保温层，第一氧化锆保温层为扇形氧化锆纤维砖拼接成的圆环形块体；侧隔热屏氧化锆纤维砖结构包括多层不同直径的氧化锆保温桶，每层氧化锆保温桶在高度方向上由多层氧化锆纤维砖环瓣拼接的圆环组成；下隔热屏氧化锆纤维砖结构包括第二氧化锆保温层和下部钼隔热屏，下部钼隔热屏由多层钼片组成，第二氧化锆保温层与钼片间设置有分隔用的氧化锆陶瓷环，第二氧化锆保温层由氧化锆纤维砖组成，第二氧化锆保温层和钼片中心设置有圆形通孔，氧化锆陶瓷环由氧化锆纤维砖组接而成。

本实用新型还有这样一些特征：

1、所述的氧化锆纤维砖圆环保温层外径小于大炉盖，内径大于小炉盖内壁5~30mm，氧化锆纤维砖圆环保温层由2~4块氧化锆纤维砖拼接而成，用4~12组螺杆固定在大炉盖内圆和外圆下方。

2、所述的第一氧化锆保温层为由2~8块扇形氧化锆纤维砖拼接圆环形块体，圆形支撑结构为圆形不锈钢板，圆形不锈钢板、第一氧化锆保温层和多层钼片通过钼螺栓和钼螺母连接并固定在一起，钼片为圆形，共5~15层，内设置有规律排布观察孔（具体见专利201120081033.5）。

3、所述的侧隔热屏氧化锆纤维砖结构由2~5层氧化锆保温桶组成，氧化锆保温桶从上至下由2~10层氧化锆纤维砖拼接的圆环组接而成，每层圆环由2~8瓣氧化锆纤维砖环瓣拼接而成。

4、所述的第二氧化锆保温层为由2~8块扇形氧化锆纤维砖拼接圆形块体，第二氧化锆保温层与钼片间用2~6个氧化锆陶瓷环分隔，氧化锆陶瓷环由2~8个氧化锆纤维砖环瓣组成，第二氧化锆保温层和钼片中心设置有比坩埚支撑棒直径大0.5~2mm的圆形通孔，外径比侧隔热屏氧化锆纤维砖结构最内层直径小0.5~2mm，下部钼隔热屏由5~15层圆形钼片组成，内设置有规律排布观察孔（具体见专利201120081033.5）。

5、所述的氧化锆纤维砖间均设置有1~4组相配合的半圆形定位凹槽与定位突起，定位凹槽与定位突起半径5~10mm。

本实用新型的有益效果有：

1. 本实用新型中采用的氧化锆纤维砖具有耐高温、抗氧化的优点，该结构便于拆卸，氧化锆层可以重复使用，可有效延长隔热屏的使用寿命。

2. 本实用新型中采用氧化锆纤维砖保温结构替代与靠近发热体的部分传统钼隔热屏，可避免钼隔热屏在高温区的挥发而对发热体、籽晶夹等内部结构造成的影响，并避免了晶体生长过程中引入杂质。